ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΣΤΙΚΟΥ - ΠΕΡΙΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΣΤΙΚΟΥ - ΠΕΡΙΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ ΚΥΡΙΑΚΟΣ ΠΕΤΣΑΣ ΑΕΜ.: 3955 ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΖΗΣΗΣ ΣΑΜΑΡΑΣ ΑΡΜΟΔΙΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ: ΗΛΙΑΣ ΒΟΥΙΤΣΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2014

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ Σ 5. Υπεύθυνος: Ζήσης Σαμαράς 6. Αρμόδιος Παρακολούθησης: Ηλίας Βουίτσης 7. Τίτλος εργασίας: ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΡΥΠΑΝΣΗ ΣΤΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ. ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΑΣΤΙΚΟΥ - ΠΕΡΙΑΣΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ 8. Ονοματεπώνυμο φοιτητή (-ών): ΚΥΡΙΑΚΟΣ ΠΕΤΣΑΣ 10. Θεματική περιοχή: 11. Ημερομηνία έναρξης: 12. Ημερομηνία παράδοσης: 14. Περίληψη: Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη της σωματιδιακής ρύπανσης στη Θεσσαλονίκη και γίνεται μια σύγκριση όσον αφορά τον αστικό της και περιαστικό χώρο. Στο 1 ο κεφάλαιο παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο που σχετίζεται με την έννοια της σωματιδιακής ρύπανσης. Αρχικά παρατίθεται ο ορισμός των αιωρούμενων σωματιδίων σωματιδιακής ρύπανσης και πραγματοποιείται ιστορική αναδρομή. Κατόπιν περιγράφονται οι πηγές παραγωγής της και οι επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Τέλος, παρουσιάζεται η νομοθεσία για τα μέγιστα όρια εκπομπών σωματιδίων και ο στόχος της παρούσας εργασίας. Στο 2 ο κεφάλαιο περιγράφεται η μορφολογία της περιοχής της Θεσσαλονίκης καθώς και τα κλιματολογικά μετεωρολογικά στοιχεία της, οι θέσεις δειγματοληψίας καθώς και τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν για τις απαιτούμενες μετρήσεις. Αρχικά, περιγράφεται ο μετρητής μάζας σωματιδίων DMM-230A, έπειτα ακολουθεί ο κατανεμητής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων SMPS, TSI 3936 καθώς και ο προσροφητήρας πτητικών ουσιών Thermodenuder και τέλος ο φορτιστής διάχυσης Diffusion Charger. Το κεφάλαιο κλείνει με την παρουσίαση του πρωτοκόλλου μετρήσεων. Στο 3 ο κεφάλαιο καταγράφονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων και πραγματοποιούνται διάφορες συγκρίσεις. Αρχικά παρουσιάζονται οι διακυμάνσεις συγκεντρώσεων των τριών μετρητικών οργάνων χωρίς τη χρήση του Thermodenuder και πραγματοποιείται σύγκριση αστικού και περιαστικού χώρου. Έπειτα παρατίθεται κατανομή αριθμού σωματιδίων. Στη συνέχεια, παρατίθενται διακυμάνσεις ημερησίων τιμών όλων των μετρητικών οργάνων και πραγματοποιούνται συγκρίσεις χειμερινής με θερινή περίοδο καθώς και αποτελεσμάτων με χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς. Κατόπιν παρουσιάζονται συσχετίσεις μάζας επιφάνειας σωματιδίων και μάζας αριθμού σωματιδίων. Στο 4 ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η σύνοψη και ο σχολιασμός των αποτελεσμάτων που προκύπτουν. 9. Αριθμός μητρώου: Αριθμός εργασίας: 14.DI.0065.V1 15. Στοιχεία εργασίας: Αρ. Σελίδων: 98 Αρ. Εικόνων: 21 Αρ. Διαγραμμάτων: 82 Αρ. Πινάκων: 6 Αρ. Παραρτημάτων: 8 Αρ. Παραπομπών: Λέξεις κλειδιά: Σωματιδιακή ρύπανση, αιωρούμενα σωματίδια, ρύποι, πηγές σωματιδιακής ρύπανσης, επιπτώσεις σωματιδιακής ρύπανσης 17. Σχόλια: 18. Συμπληρωματικές παρατηρήσεις: 19. Βαθμός: 2

3 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Θα ήθελα να ευχαριστήσω τον υπεύθυνο καθηγητή μου κ. Ζήση Σαμαρά για την ευκαιρία που μου έδωσε να συνεργαστώ μαζί του καθώς και για τις πολύτιμες γνώσεις που μου προσέφερε κατά τη διάρκεια των σπουδών μου. Ιδιαιτέρως θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον κ. Ηλία Βουίτση για το χρόνο που μου διέθεσε, για την υποστήριξη του καθώς και για την εμπιστοσύνη του ώστε να πραγματοποιήσω αυτή τη διπλωματική. Επίσης θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον κ. Σταύρο Αμανατίδη για την καθοδήγηση του, κάθε φορά που χρειάστηκα τη βοήθεια του καθώς και το χρόνο που διέθεσε, όπως και για την πλήρη στήριξη, η οποία δεν περιορίζεται μόνο στην εκπόνηση της παρούσας εργασίας. Τέλος θα ήθελα να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου προς την οικογένεια μου, για την αμέριστη συμπαράσταση της. Χωρίς αυτήν δεν θα είχα καταφέρει τίποτα μέχρι τώρα. Κυριάκος Πέτσας Θεσσαλονίκη, Σεπτέμβριος

4 ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Αιωρούμενα σωματίδια - Σωματιδιακή ρύπανση Ιστορική αναδρομή της σωματιδιακής ρύπανσης Πηγές παραγωγής σωματιδιακής ρύπανσης Επιπτώσεις σωματιδιακής ρύπανσης στην υγεία του ανθρώπου Μέγιστα όρια εκπομπών σωματιδίων Στόχος εργασίας ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 2.1 Εισαγωγή Μορφολογία της περιοχής της Θεσσαλονίκης Κλιματολογικά Μετεωρολογικά στοιχεία της περιοχής της Θεσσαλονίκης Θέσεις δειγματοληψίας Όργανα μέτρησης Μετρητής μάζας σωματιδίων (Dekati Mass Monitor, DMM-230A) Κατανεμητής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων (SMPS, TSI 3936) Προσροφητήρας πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder, TD) Φορτιστής διάχυσης (Diffusion Charger, DC Πρωτόκολλο μετρήσεων ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ 3.1 Διακύμανση μέσης ωριαίας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων Σύγκριση αστικού περιαστικού χώρου Διακύμανση μέσης ωριαίας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων

5 3.2.1 Σύγκριση αστικού περιαστικού χώρου Διακύμανση μέσης ωριαίας συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων Σύγκριση αστικού περιαστικού χώρου Κατανομή συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων Διακύμανση μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων Σύγκριση χειμερινής θερινής περιόδου Διακύμανση μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων Σύγκριση χειμερινής θερινής περιόδου Διακύμανση ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων Σύγκριση χειμερινής θερινής περιόδου Διακύμανση μέσης ημερήσιας επιφάνειας σωματιδίων Σύγκριση χειμερινής θερινής περιόδου Συσχέτιση μάζας επιφάνειας σωματιδίων Συσχέτιση μάζας αριθμού σωματιδίων ΣΥΝΟΨΗ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 4.1 Διακύμανση εκπομπών αιωρούμενων σωματιδίων Συγκέντρωση μάζας Συγκέντρωση αριθμού Συγκέντρωση επιφάνειας Κατανομή μεγέθους Συσχέτιση οργάνων Συγκέντρωση μάζας επιφάνειας Συγκέντρωση μάζας αριθμού ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 5

6 6. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 6.1 Σύγκριση 24ωρων κατανομών συγκεντρώσεων μάζας σωματιδίων Σύγκριση 24ωρων Κατανομών Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Σύγκριση 24ωρων Κατανομών Συγκεντρώσεων Επιφάνειας Σωματιδίων Διαγράμματα Μέσων Ημερήσιων Συγκεντρώσεων Μάζας Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Διαγράμματα Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Διαγράμματα Μέσης Γεωμετρικής Διαμέτρου Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Διαγράμματα Συγκεντρώσεων Επιφάνειας Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Σύγκριση Ημερήσιας Κατανομής Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Με Τη Χρήση Thermodenuder

7 1. Εισαγωγή 1.1 Αιωρούμενα σωματίδια - Σωματιδιακή ρύπανση Με τον όρο αιωρούμενα σωματίδια εννοοείται οποιοδήποτε συστατικό τάξης μεγέθους (μm) ή και μικρότερο (εκτός των σωματιδίων Η 2 Ο), τα οποία αιωρούνται κάτω από φυσιολογικές συνθήκες στην ατμόσφαιρα, είτε σε στέρεη ή υγρή κατάσταση. Τα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν μέρος της ατμοσφαιρικής ρύπανσης κι αυτό γιατί η υπερβολική συγκέντρωση τους στην ατμόσφαιρα έχει αρνητικές επιπτώσεις στην ποιότητα ζωής, αλλά και στην υγεία του ανθρώπου αλλά και κάθε ζωντανού οργανισμού και κατ' επέκταση στο οικοσύστημα. Συνοπτικά η υπερβολική συγκέντρωση των αιωρούμενων σωματίδιων: Προκαλεί ατμοσφαιρική ρύπανση. Δημιουργεί πυρήνες συμπύκνωσης οι οποίοι συμβάλλουν στη δημιουργία νεφοσταγονιδίων και κατ' επέκταση του επονομαζόμενου νέφους. Συμβάλλει στο φαινόμενο του θερμοκηπίου αφού απορροφά και διαχέει την ορατή ακτινοβολία περιορίζοντας την ορατότητα στην ατμόσφαιρα. Λαμβάνει μέρος σε διάφορες χημικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα δημιουργώντας επικίνδυνους ρύπους. Επηρεάζει αρνητικά την υγεία του ανθρώπου προκαλώντας καρδιοαναπνευστικά προβλήματα σε υψηλές συγκεντρώσεις. 1.2 Ιστορική αναδρομή της σωματιδιακής ρύπανσης Από αρχαιοτάτων χρόνων, η ανάγκη του ανθρώπου να δημιουργήσει ευνοϊκότερες κλιματολογικές συνθήκες για να μπορέσει να επιβιώσει, τον οδήγησαν να χρησιμοποιήσει και να καθιερώσει την καύση του ξύλου και γαιάνθρακα, ώστε να μπορέσει να ανταπεξέλθει στις δύσκολες καιρικές συνθήκες και στις χαμηλές θερμοκρασίες. Με το πέρασμα των αιώνων κι έπειτα από την κατακόρυφη αύξηση του πληθυσμού της γης σε συνδυασμό με τη δημιουργία των αστικών περιοχών φτάσαμε στις αρχές του 20ου αιώνα και συγκεκριμένα στο 1905 όπου εμφανίστηκαν τα πρώτα κρούσματα αιθαλομίχλης. Χαρακτηριστικότερο παράδειγμα αποτελεί το επεισόδιο στο Λονδίνο εν έτει 1952 το οποίο είχε ως συνέπεια το θάνατο χιλιάδων κατοίκων της πόλης, ενώ εκατοντάδες χιλιάδες αρρώστησαν, σημάνοντας την απαρχή των αρνητικών επιπτώσεων της σωματιδιακής ρύπανσης. Στα χρόνια που ακολούθησαν η πολιτισμική ανάπτυξη σε συνδυασμό με τη δημιουργία αρκετών μεγαλουπόλεων σε όλα τα μήκη και πλάτη της γης επιδείνωσαν περισσότερο το πρόβλημα της δημιουργίας της σωματιδιακής ρύπανσης. Στη δεκαετία του 1990 κι έπειτα από την υπερβολική αύξηση της κυκλοφορίας των αυτοκινήτων που διέθεταν κινητήρα Diesel, στα μεγάλα αστικά κέντρα μας οδήγησε στο να δώσουμε την απαραίτητη προσοχή στις αρνητικές επιδράσεις του φαινομένου αυτού, δημιουργώντας έπειτα απο κοστοβόρες μελέτες, περιορισμούς κι επιβάλλοντας όρια εκπομπής σωματιδίων για τους κινητήρες Diesel, οι οποίοι έφεραν τότε το μεγαλύτερο μερίδιο ευθύνης. Φτάνοντας στο σήμερα, στην περίοδο κρίσης που διανύουμε, διακρίνουμε οτι το πρόβλημα εντείνεται σε περισσότερες πόλεις σε σχέση με το παρελθόν. Επί πλέον με το πέρασμα των χρόνων ο άνθρωπος κατόρθωσε να δημιουργήσει κι άλλα τεχνολογικά επιτεύγματα τα οποία συντελούν στο φαινόμενο της σωματιδιακής ρύπανσης (π.χ. Λέβητες πέλλετ, καυστήρες ξύλου και μπρικετών,τζάκια κ.ά.). 7

8 1.3 Πηγές παραγωγής σωματιδιακής ρύπανσης Τα αιωρούμενα σωματίδια προέρχονται από φυσικές αλλά και από ανθρωπογενείς πηγές. Προέρχονται από πρωτογενείς και δευτερογενείς πηγές. Στην πρώτη περίπτωση έχουμε απευθείας έκλυση σωματιδίων στην ατμόσφαιρα (π.χ. από κινητήρες Diesel) ενώ στη δεύτερη περίπτωση έχουμε έκλυση σωματιδίων τα οποία προκύπτουν από χημικές αντιδράσεις. Άξιο αναφοράς είναι το γεγονός ότι οι φυσικές πηγές δημιουργούν το 70%-90% του συνόλου των σωματιδίων [1]. Αναλυτικότερα οι φυσικές πηγές παραγωγής αιωρούμενων σωματιδίων είναι οι εξής: Πετρώματα και έδαφος: Ο άνεμος δρα μηχανικά πάνω στην επιφάνεια της γης εκλύοντας σκόνη. Ηφαίστεια: Οι εκρήξεις των ηφαιστείων διοχετεύουν στα υψηλά στρώματα της ατμόσφαιρας τεράστιες ποσότητες σωματιδίων που προέρχονται από το μανδύα της γης. Θάλασσες: Ο άνεμος δρα μηχανικά πάνω στην επιφάνεια της θάλασσας εκλύοντας NaCl (αλάτι). Πυρκαγιές δασών: Η καύση της βιομάζας προκαλεί εκπομπή αιωρούμενων σωματιδίων. Βλάστηση: Εννοώντας τη γύρη αλλά και τους σπόρους οι οποίοι έπειτα από μηχανική τριβή με τον αέρα απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Φωτοχημικές αντιδράσεις: Διάφορες φωτοχημικές αντιδράσεις μετατρέπουν αέρια σε σωματίδια. Συμπύκνωση αερίων: Η συμπύκνωση πρόδρομων αερίων όπως π.χ. των υδρογονανθράκων προκαλούν τη δημιουργία σωματιδίων. Ενώ οι ανθρωπογενείς πηγές παραγωγής αιωρούμενων σωματιδίων είναι οι ακόλουθες: Κεντρική θέρμανση: Θέρμανση από καυστήρες πετρελαίου, πέλλετ, τζάκια, ξυλόσομπες. Βιομηχανικές μονάδες: Διάφορες βιομηχανικές μονάδες όπως χαλυβουργίες, τσιμεντοβιομηχανίες εκλύουν αιωρούμενα σωματίδια σε καθημερινή βάση. Κυκλοφορία οχημάτων: Η κυκλοφορία των οχημάτων εκλύει σωματίδια είτε μέσω της λειτουργίας των κινητήρων των οχημάτων αλλά και από την τριβή των ελαστικών με την άσφαλτο. Γεωργία: Η αγροτική εκμετάλλευση της γης προκαλεί επίσης εκπομπή αιωρούμενων σωματιδίων. Διεργασίες λείανσης και θρυμματισμού υλικών: Σε αυτή την περίπτωση έχουμε εκπομπή αιωρούμενων σωματιδίων από λατομεία ή διάνοιξη βουνών για να περάσουν δρόμοι. Κατασκευές: Με τον όρο αυτό αναφερόμαστε σε μια ευρύτερη έννοια που έχει να κάνει με την ανοικοδόμηση και τις κατεδαφίσεις κτιρίων κτλ. Θερμοηλεκτρικοί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας: Η καύση λιγνίτη, φυσικού αερίου, πετρελαίου σε τεράστιες ποσότητες αποτελούν μια σημαντική πηγή εκπομπής αιωρούμενων σωματιδίων. 8

9 Μετατροπή αερίων σε σωματίδια: Τα σωματίδια που προκύπτουν ύστερα από συμπύκνωση, από την εκπομπή SO2, NOx και άλλων οργανικών ενώσεων τα οποία εκλύονται από ανθρωπογενή αίτια. Φωτοχημικές αντιδράσεις: Τα αιωρούμενα σωματίδια που μπορεί να προκύψουν από τη φωτοχημική αντίδραση χημικών ουσιών τα οποία εκλύονται από ανθρωπογενή αίτια. Αξίζει να αναφερθεί το γεγονός οτι η ατμόσφαιρα του πλανήτη μας ανέκαθεν επιβαρυνόταν με αιωρούμενα σωματίδια από τις φυσικές πηγές προτού καν ο άνθρωπος ξεκινήσει ο ίδιος να επιβαρύνει την ατμόσφαιρα με την εκπομπή αιωρούμενων σωματιδίων. Παρόλαυτα ακόμα και σήμερα δεν είναι δυνατό να εκτιμηθεί ποια θα ήταν η επιβάρυνση της ατμόσφαιρας από εκπομπή αιωρούμενων σωματιδίων αποκλειστικά και μόνο από φυσικές πηγές Αριστερή εικόνα: Καθαρό νέφος με λίγα αεροσόλ. Δεξιά εικόνα: Ρυπασμένο νέφος το οποίο διακρίνεται από τη λαμπρότητά του και το μεγάλο χρόνο ζωής του [2]. 1.4 Επιπτώσεις σωματιδιακής ρύπανσης στην υγεία του ανθρώπου Η "σωματιδιακή ύλη", ή όπως είναι επίσης γνωστή σωματιδιακή ρύπανση ή PM (Particulate Matter), είναι ένα σύνθετο μίγμα από εξαιρετικά μικρά σωματίδια και υγρά σταγονίδια. Η σωματιδιακή ρύπανση αποτελείται από έναν αριθμό στοιχείων, συμπεριλαμβανομένων οξέα (όπως τα νιτρικά και θειικά), οργανικές χημικές ουσίες, μέταλλα, και τα σωματίδια του εδάφους ή σκόνης. Το μέγεθος των σωματιδίων είναι άμεσα συνδεδεμένο με την ικανότητα τους για την πρόκληση προβλημάτων υγείας. Η EPA (Enviromental Protection Agency) ανησυχεί για τα σωματίδια που είναι σε διάμετρο των 10 μm ή μικρότερα, επειδή αυτά είναι σωματίδια τα οποία διαπερνούν συνήθως το λαιμό, τη μύτη και τους πνεύμονες. Εάν εισπνευθούν, τα σωματίδια αυτά μπορούν να επηρεάσουν την καρδιά και τους πνεύμονες και να προκαλέσουν σοβαρές επιπτώσεις στην υγεία. Η EPA (Enviromental Protection Agency) ομαδοποιεί τη σωματιδιακή ρύπανση σε δύο κατηγορίες: PM2.5: "Λεπτόκοκκα σωματίδια", όπως εκείνα που βρίσκονται στον καπνό και στην ομίχλη, είναι 2.5 μm ή και μικρότερα σε διάμετρο. Αυτά τα σωματίδια μπορεί να εκπέμπονται άμεσα από πηγές όπως οι δασικές πυρκαγιές, ή μπορεί να σχηματίζονται όταν τα αέρια που εκπέμπονται από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, βιομηχανίες και αυτοκίνητα αντιδρούν στον αέρα [3]. PM10: "Εισπνεύσιμα χονδρόκοκκα σωματίδια", όπως εκείνα που βρίσκονται κοντά σε οδοστρώματα και βιομηχανικές ζώνες, είναι μεγαλύτερα από 2.5 μm και μικρότερα από 10 μm σε διάμετρο. 9

10 1.4.1 Ανθρώπινο αναπνευστικό σύστημα [4]. 1.5 Μέγιστα Όρια Εκπομπών Σωματιδίων Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή νομοθεσία έχουν θεσπιστεί μέγιστα όρια εκπομπών σωματιδίων, τα οποία με το πέρασμα του χρόνου γίνονται ολένα και πιο αυστηρά. Παρακάτω συνοψίζονται πίνακες με τα μέγιστα επιτρεπόμενα όρια σωματιδίων PM2.5 και PM10, τα πρότυπα και τους στόχους της Ευρωπαϊκής νομοθεσίας. 10

11 1.5.1 Μέγιστα όρια εκπομπών σωματιδίων, πρότυπα και στόχοι Ευρωπαϊκής νομοθεσίας [5]. Είδος Ρύπου Μικροσωματίδια (PM2.5) Συγκέντρωση Μέση Χρονική Περίοδος Νομική Φύση 25 µg/m 3 *** 1 χρόνος Στοχευμένη τιμή τέθηκε σε ισχύ την Οριακή τιμή τίθεται σε ισχύ την PM10 50 µg/m 3 24 ώρες Οριακή τιμή τέθηκε σε ισχύ την ** 40 µg/m 3 1 χρόνος Οριακή τιμή τέθηκε σε ισχύ την ** Επιτρεπόμενες Υπερβάσεις Για Κάθε Χρόνο Μη Διαθέσιμο 35 µg/m 3 Μη Διαθέσιμο ** Σύμφωνα με τη νέα Κοινοτική οδηγία, το κράτος μέλος ήταν σε θέση να υποβάλει αίτηση για παράταση έως και τρία έτη μετά την ημερομηνία έναρξης ισχύος της νέας οδηγίας (δηλαδή Μάιος 2011) σε μια συγκεκριμένη ζώνη. Η αίτηση αποτέλεσε αντικείμενο αξιολόγησης από την Επιτροπή. Σε τέτοιες περιπτώσεις, κατά τη διάρκεια της παράτασης, η οριακή τιμή ισχύει στο επίπεδο της οριακής τιμής + μέγιστο περιθώριο ανοχής (35 ημέρες για ημερήσια οριακή τιμή PM10 στα 75 μg / m 3, και για ετήσια οριακή τιμή PM10 στα 48 μg / m 3 ). *** Πρότυπο που εισήχθη από τη νέα οδηγία. Σύμφωνα με τη νομοθεσία της ΕΕ μια οριακή τιμή είναι νομικά δεσμευτική από την ημερομηνία που θα τεθεί σε ισχύ με την επιφύλαξη τυχόν υπερβάσεων που επιτρέπεται από τη νομοθεσία. Η στοχευμένη τιμή πρέπει να επιτευχθεί όσο το δυνατόν πιο μακριά από την καταληκτική ημερομηνία και έτσι είναι λιγότερο αυστηρή απ ότι μια οριακή τιμή. Η νέα Οδηγία παρουσιάζει πρόσθετους στόχους PM2.5 στοχεύοντας την έκθεση του πληθυσμού σε λεπτά σωματίδια. Οι στόχοι αυτοί καθορίζονται σε εθνικό επίπεδο και με βάση το δείκτη μέσης έκθεσης [ΑΕΙ (average exposure indicator)]. Ο δείκτης μέσης έκθεσης [ΑΕΙ (average exposure indicator)] καθορίζεται ως 3ετής τρέχοντας ετήσια μέση συγκέντρωση PM2.5 κατά μέσο όρο πάνω από τους επιλεγμένους σταθμούς παρακολούθησης σε οικισμούς και μεγαλύτερες αστικές περιοχές. Οι σταθμοί βρίσκονται εκτεθειμένοι σε αστικές τοποθεσίες για να εκτιμηθεί καλύτερα η έκθεση PM2.5 στο γενικό πληθυσμό. 11

12 1.5.2 Δείκτης μέσης έκθεσης, πρότυπα και στόχοι Ευρωπαϊκής νομοθεσίας [5]. Τίτλος Δείκτης Μέτρησης Μέση Χρονική Περίοδος Νομική Φύση Επιτρεπόμενες Υπερβάσεις Κάθε Χρόνο Για PM2.5 Υποχρέωση συγκέντρωσης έκθεσης 20 µg/m3 (δείκτης μέσης έκθεσης) Βασισμένη σε 3 χρόνια κατά μέσο όρο Νομικά δεσμευτική το 2015 (χρόνια 2013,2014,2015) Μη Διαθέσιμο PM2.5 Στόχος μείωσης της έκθεσης Ποσοστό μείωσης* + Όλα τα μέτρα για να φθάσει το 18 μg/m 3 (δείκτης μέσης έκθεσης) Βασισμένη σε 3 χρόνια κατά μέσο όρο Μείωση πρέπει να επιτευχθεί, όπου είναι δυνατόν το 2020, προσδιορίζεται με βάση την αξία του δείκτη έκθεσης για το 2010 Μη Διαθέσιμο * Ανάλογα με την τιμή του δείκτη μέσης έκθεσης για το 2010, η απαίτηση ποσοστιαίας μείωσης (0,10,15, ή 20%) έχει οριστεί στην Κοινοτική οδηγία. Αν ο δείκτης μέσης έκθεσης το 2010 εκτιμηθεί ότι βρίσκεται πάνω από 22 μg / m 3, θα πρέπει να ληφθούν όλα τα κατάλληλα μέτρα για την επίτευξη του ορίου των 18 μg / m 3 από το Στόχος Εργασίας Στην παρούσα εργασία θα παρουσιαστούν και θα αναλυθούν οι μετρήσεις της αιωρούμενης σωματιδιακής ρύπανσης στο αστικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης και θα πραγματοποιηθούν συγκρίσεις όσον αφορά τον αστικό και περιαστικό χώρο. Επίσης θα αναλυθούν δείγματα τόσο από την καλοκαιρινή περίοδο όσο και από τη χειμερινή ώστε να δοθεί μια σαφής εικόνα για τα επίπεδα της ρύπανσης κατά τη διάρκεια όλου του χρόνου. Σκοπός αυτής της σύγκρισης είναι να διαπιστωθούν οι διαφορές των επιπέδων της σωματιδιακής ρύπανσης όσον αφορά τον αστικό χώρο που επικρατούν δυσμενέστερες συνθήκες, εν αντιθέσει με τον περιαστικό χώρο όπου οι ρυπογόνες δραστηριότητες είναι θεωρητικά μειωμένες, και ταυτόχρονα να αναλυθούν δείγματα από τη χειμερινή περίοδο όπου οι ρυπογόνες δραστηριότητες είναι σε έξαρση σε σχέση με την καλοκαιρινή περίοδο. Η συγκεκριμένη εργασία μπορεί να αποτελέσει σημαντικό εργαλείο στη μελλοντική αντιμετώπιση του προβλήματος. 12

13 2. Πειραματικό μέρος 2.1 Εισαγωγή - Μορφολογία της περιοχής της Θεσσαλονίκης Η αστική περιοχή της Θεσσαλονίκης είναι μια από τις πιο πυκνοκατοικημένες πόλεις της Ελλάδας. Ο πληθυσμός της ανέρχεται σε κατοίκους και αφορά το πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης, σύμφωνα με τα στοιχεία απογραφής του Η πόλη διαθέτει πυκνή δόμηση με αρκετά ψηλά κτίρια και στενούς δρόμους ενώ απουσιάζουν ακάλυπτοι χώροι πρασίνου, πάρκα και δέντρα. Η πόλη αναπτύσσεται στις όχθες του Θερμαϊκου κόλπου ενώ διαθέτει στα βορειοανατολικά ορεινό όγκο (Χορτιάτης, Προφήτης Ηλίας, Ασβεστοχώρι, Εξοχή). Ο συνδυασμός του ορεινού όγκου με τον κλειστό κόλπο του Θερμαϊκού οδηγεί στην εμφάνιση υγρασίας σε μεγάλο ποσοστό. 2.2 Κλιματολογικά - Μετεωρολογικά στοιχεία της περιοχής της Θεσσαλονίκης Το κλίμα της Θεσσαλονίκης είναι Μεσογειακό. Χαρακτηρίζεται από θερμά καλοκαίρια με ξηρασία κι έντονους χειμώνες με ψυχρές αέριες μάζες κατά διαστήματα. Η μέση θερμοκρασία κυμαίνεται στους 15,9 C και οι ετήσιες βροχοπτώσεις κυμαίνονται περίπου στα 445,7 mm. Οι μεγαλύτερες βροχοπτώσεις παρατηρούνται τους μήνες Νοέμβριο και Δεκέμβριο ενώ οι θερμότεροι μήνες είναι ο Ιούλιος κι ο Αύγουστος. Η θάλασσα επιδρά στο μικροκλίμα της πόλης άμεσα με τοπικές ομίχλες και θαλάσσιες αύρες. Οι άνεμοι που πνέουν είναι συνήθως μέτρια ισχυροί έως πολύ ισχυροί [6]. Βαρδάρης Ο βόρειος-βορειοδυτικός αυτός ξηρός άνεμος ο οποίος δημιουργείται στα υψίπεδα της περιοχής των Σκοπίων και ο οποίος ακολουθεί τον Αξιό ποταμό χαρακτηρίζεται από την σφοδρότητα του με μέση ταχύτητα 10 m/s περίπου ενώ μπορεί να φτάσει και τα m/s δηλαδή στα όρια ανεμοθύελλας. Ο άνεμος αυτός βοηθά στη νεφοδιάλυση, στη μεταφορά και στη διασπορά της σωματιδιακής ρύπανσης. Η συχνότητα που εμφανίζεται είναι περίπου 40 μέρες το χρόνο [7]. Χορτιάτης Ο άνεμος ο οποίος δημιουργείται στον ορεινό όγκο του Χορτιάτη και πνέει προς την πόλη της Θεσσαλονίκης θεωρείται μέτριος έως ισχυρός στα όρια της ανεμοθύελλας όταν επικρατούν οι κατάλληλες συνθήκες. Θαλάσσια-απόγειος αύρα Η θαλάσσια αύρα, η οποία δρά τοπικά στην παράκτια ζώνη, δημιουργείται συνήθως όταν επικρατεί αίθριος καιρός και απουσιάζουν οι ισχυροί άνεμοι. Κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν έχουμε έντονη ηλιοφάνεια το έδαφος θερμαίνεται περισσότερο σε σχέση με τη θέρμανση των υδάτων. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία θερμότερου αέρα πάνω από την ξηρά σε σχέση με το γειτονικό θαλασσινό αέρα. Έτσι οι θερμές αέριες μάζες του εδάφους ανεβαίνουν σε υψηλότερα επίπεδα σε σχέση με τις ψυχρές αέριες θαλασσινές μάζες δημιουργώντας ένα κλειστό δακτύλιο κυκλοφορίας. Σε αντίθεση με τη θαλάσσια αύρα, η απόγειος αύρα εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της νύχτας. 13

14 Ο μηχανισμός είναι ακριβώς ο ίδιος με μοναδική διαφορά ότι τα ρεύματα αέρα έχουν ανταλλάξει θέσεις. Ο θερμός αέρας βρίσκεται πάνω από τη θάλασσα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ανέμου που πνέει από την ξηρά προς τη θάλασσα. Η θαλάσσια αύρα δρα τοπικά και με μικρές ταχύτητες παρόλαυτα θεωρείται σημαντική όσον αφορά τα προβλήματα ρύπανσης της πόλεως καθώς τροποποιεί τη θερμοκρασιακή δομή της ατμόσφαιρας και δυσχεραίνει τον καθαρισμό της, μέσα από τους μηχανισμούς διάχυσης και διασποράς [8] α) Θαλάσσια αύρα, β) Απόγειος αύρα [9]. Αύρα βουνού και κοιλάδας Η αύρα της κοιλάδας πνέει κατά τη διάρκεια της ημέρας με κατεύθυνση από τα πεδινά προς τους ορεινούς όγκους. Οφείλεται στη διαφορά θερμοκρασίας του αέρα πάνω από την κοιλάδα σε σχέση με εκείνον που βρίσκεται πάνω από τον κεντρικό της άξονα[1]. Ο θερμός αέρας ο οποίος βρίσκεται στις πλαγιές του βουνού όντας ελαφρύτερος ανεβαίνει προς την κορυφή του βουνού ενώ καινούριες ψυχρότερες αέριες μάζες κατεβαίνουν στη μέση της κοιλάδας και αναπληρώνουν τα κενά ροής. Κατά τη διάρκεια της νύχτας κι επειδή οι πλαγιές των βουνών ψύχονται, τότε ο άνεμος αλλάζει κατεύθυνση και κινείται αντίθετα από την βουνοκορφή προς την κοιλάδα, σχηματίζοντας την επονομαζόμενη αύρα βουνού [10] α) Αύρα κοιλάδας, β) Αύρα βουνού [9]. 2.3 Θέσεις δειγματοληψίας Κατά τη διάρκεια της έρευνας πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε 2 αντιπροσωπευτικά σημεία της πόλης. Τα 2 αυτά σημεία επιλέχθηκαν με τέτοιο τρόπο ώστε να δώσουν μια σαφή εικόνα για το πρόβλημα της πόλης. Τα δείγματα πάρθηκαν από ύψος 4 μέτρων από το έδαφος. 14

15 Οι θέσεις δειγματοληψίας που επιλέχθηκαν είναι οι εξής: Συμβολή των οδών Εγνατίας-Ίωνος Δραγούμη: Η συγκεκριμένη θέση επιλέχθηκε για να παρέχει δείγματα αντιπροσωπευτικά για τον αστικό χώρο της Θεσσαλονίκης. Η θέση αυτή η οποία βρίσκεται σε 2 δρόμους αυξημένης κυκλοφορίας αναμένεται να δώσει πληροφορίες σχετικά με την επιβάρυνση της ατμόσφαιρας από την αυξημένη κυκλοφορία καθώς και από τις τοπικές εστίες καύσης είτε για θέρμανση, είτε για παραγωγή ενέργειας κτλ Σταθμός μετρήσεως στη συμβολή των οδών Εγνατίας-Ίωνος Δραγούμη Διάταξη δειγματοληψίας σταθμού μετρήσεως Εγνατίας- Ίωνος Δραγούμη. Επταπύργιο: Η θέση αυτή επιλέχθηκε με σκοπό την παροχή δειγμάτων αντιπροσωπευτικών για τον περιαστικό χώρο της Θεσσαλονίκης. Η συγκεκριμένη θέση βρίσκεται σε σημείο που δεν επηρεάζεται άμεσα από την κυκλοφορία οχημάτων παρά μόνο εμμέσως δια του φαινομένου της μεταφοράς. 15

16 2.3.3 Σταθμός μετρήσεως Επταπυργίου Χάρτης ευρύτερης περιοχής Θεσσαλονίκης και σταθμοί δειγματοληψίας που πραγματοποιήθηκαν οι μετρήσεις. 2.4 Όργανα μέτρησης Μετρητής μάζας σωματιδίων (Dekati Mass Monitor, DMM- 230A) Ο μετρητής μάζας σωματιδίων DMM-230A είναι μια συσκευή μέτρησης, σε πραγματικό χρόνο, εκπομπής σωματιδίων σε τάξη μεγέθους από 0-1,2μm. Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στη φόρτιση σωματιδίων, μέτρηση ενεργού πυκνότητας, κατηγοριοποίηση βάσει μεγέθους με αδρανειακή πρόσκρουση, και ηλεκτρική αναγνώριση των φορτισμένων σωματιδίων. Η συσκευή αποτελείται από ένα φορτιστή κορώνας τριοδικού τύπου, ένα στάδιο μέτρησης της ηλεκτρικής κινητικότητας των σωματιδίων, και έναν αδρανειακό προσκρουστήρα 6 σταδίων με ηλεκτρική αναγνώριση. Ο φορτιστής παρέχει μια γνωστή φόρτιση στα σωματίδια. Μετά την περίοδο φόρτισης ένα ηλεκτροστατικό πεδίο εκτρέπει τα μικρότερα σωματίδια στο ηλεκτρόδιο κινητικότητας του φορτιστή. Ένα ηλεκτρόμετρο αναλαμβάνει να μετρήσει το ηλεκτρικό ρεύμα. Αυτή η κατασκευή χρησιμοποιείται ως αναλυτής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων. Η κατηγοριοποίηση μεγέθους των εναπομεινουσών σωματιδίων πραγματοποιείται σε αδρανειακό προσκρουστήρα ο οποίος κατηγοριοποιεί τα σωματίδια σύμφωνα με τις 16

17 αεροδυναμικές τους ιδιότητες. Ευαίσθητα ηλεκτρόμετρα είναι συνδεδεμένα σε αισθητήρες του συλλέκτη προσκρουστήρα και το μετρημένο ηλεκτρικό ρεύμα είναι ανάλογο με τον αριθμό των σωματιδίων σε αντίστοιχη κλίμακα μεγέθους. Με το συνδυασμό της κινητικότητας και των πληροφοριών σχετικά με το αεροδυναμικό μέγεθος, είναι δυνατό να υπολογιστεί η ενεργός πυκνότητα των σωματιδίων και αυτή η πληροφορία χρησιμοποιείται στη μετατροπή των μετρηθέντων τιμών του ηλεκτρικού ρεύματος, σε συνολική μάζα των σωματιδίων Διάταξη μετρητή μάζας σωματιδίων DMM-230A 17

18 Καταγραφή δεδομένων σε πραγματικό χρόνο μετρητή μάζας σωματιδίων DMM-230A Απαραίτητες συνθήκες δειγματοληψίας Η αρχή μέτρησης της πυκνότητας μέσω του DMM απαιτεί ότι η μετρηθείσα κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων είναι μονοτροπική και συμμετρική, και ότι η συγκέντρωση σωματιδίων είναι κατάλληλη για μέτρηση. Αυτό θέτει ορισμένες απαιτήσεις για τη δειγματοληψία των καυσαερίων. Προκειμένου να επιτευχθεί μια συμμετρική κατανομή μεγέθους σωματιδίων τα πτητικά υλικά, νερό, υδρογονάνθρακες και θειικές ενώσεις πρέπει να αφαιρεθούν από το δείγμα. Αυτό επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας π.χ ένα σύστημα θερμικής αραίωσης ή έναν προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Thermodenuder). Όταν ενεργοποιείται μόνο η λειτουργία μέτρησης της αιθάλης, η κατανομή μεγέθους ξηρών σωματιδίων πληροί τις απαιτήσεις που αναφέρονται ανωτέρω. Αν η κατανομή μεγέθους σωματιδίων είναι διτροπική ή αλλιώς μη συμμετρική, ο προσδιορισμός του μεγέθους της κινητικότητας δεν είναι δυνατός, και επομένως η μέτρηση πυκνότητας δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων παρακολουθείται συνεχώς, και αν ανιχνευτεί μια διτροπική κατανομή τότε η μάζα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοναδιαία πυκνότητα [11]. 18

19 Γραφική διάταξη λειτουργίας μετρητή μάζας σωματιδίων DMM-230A [11] Κατανεμητής Μεγέθους Κινητικότητας Σωματιδίων (SMPS, TSI 3936) Ο κατανεμητής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων ( Scanning Mobility Particle Sizer, SMPS) είναι μία διάταξη η οποία υπολογίζει την κατανομή μεγέθους αερολύματος, το οποίο περιέχει σωματίδια με διαστάσεις μικρότερες του ενός μικρομέτρου. Τα σωματίδια ταξινομούνται με τη χρήση ενός ηλεκτροστατικού ταξινομητή μοντέλο TSI 3081 Long DMA. Η καταμέτρηση των ταξινομημένων σωματιδίων γίνεται με τη χρήση ενός απαριθμητή συμπυκνωμένων σωματιδίων CPC TSI Ο κατανεμητής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων είναι αυτοματοποιημένος με τη βοήθεια Η/Υ, ο οποίος ελέγχει τα ανεξάρτητα όργανα και πραγματοποιεί καταγραφή δεδομένων χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό (Aerosol Instrument Manager) για το SMPS. Η διεξαγωγή των απαραίτητων μετρήσεων της κατανομής μεγέθους των σωματιδίων, πραγματοποιήθηκε με το μοντέλο 3936L SMPS της TSI. 19

20 Κατανεμητής μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων(smps) TSI 3081 Long DMA Μετρητής αριθμού σωματιδίων TSI Το συγκεκριμένο μοντέλο SMPS λειτουργεί ως εξής: 20

21 Το αέριο δείγμα εισέρχεται σε έναν προσκρουστήρα, ο οποίος απομακρύνει με αδρανειακή πρόσκρουση τα μεγαλύτερα, από ένα γνωστό καθορισμένο μέγεθος, σωματίδια. Η ροή του δείγματος επιταχύνεται μέσα σε ένα ακροφύσιο και κατευθύνεται σε έναν επίπεδο δίσκο, όπως φαίνεται και στο σχεδιάγραμμα της εικόνας Εγκάρσια τομή αδρανειακού προσκρουστήρα [12]. Ο δίσκος πρόσκρουσης διαχέει τις ροικές γραμμές για να σχηματίσουν καμπύλωση 90 μοιρών. Τα σωματίδια που διαθέτουν μεγάλη αδράνεια είναι αδύνατο να ακολουθήσουν τις ροικές γραμμές και προσκρούουν στο δίσκο. Τα μικρότερα σωματίδια ακολουθούν τις ροϊκές γραμμές, αποφεύγοντας την επαφή με το δίσκο κι εξέρχονται από τη διάταξη του προσκρουστήρα. Ο προσκρουστήρας χρησιμοποιείται στο SMPS για να απομακρύνει σωματίδια μεγαλύτερα από μία γνωστή αεροδυναμική διάμετρο. Η αεροδυναμική διάμετρος σωματιδίων, η οποία αποτελεί το όριο διαχωρισμού των σωματιδίων, ονομάζεται διάμετρος αποκοπής (cut-point). Η διάμετρος αποκοπής είναι μία συνάρτηση της παροχής ροής στον προσκρουστήρα και της διαμέτρου του ακροφυσίου. Ο προσκρουστήρας χρησιμοποιείται στον κατανεμητή μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων SMPS για να απομακρύνει τα σωματίδια που είναι μεγαλύτερα από το εύρος μέτρησης του οργάνου [13]. Ηλεκτροστατικός διαχωριστής (Electrostatic Classifier) Σκοπός του ηλεκτροστατικού διαχωριστή (Electrostatic Classifier) είναι να εξάγει ένα κλάσμα αερίου με μονοδιάστατα σωματίδια γνωστών διαστάσεων, όπου επικρατεί πολυδιασπορά μεγεθών σωματιδίων. Στον ηλεκτροστατικό διαχωριστή, το αέριο δείγμα εισέρχεται αρχικά σε ένα διπολικό φορτιστή ραδιενεργού στοιχείου Kr-85 (ή εξουδετερωτή), ο οποίος εκθέτει το αερόλυμα σωματιδίων σε υψηλές συγκεντρώσεις διπολικών ιόντων. Τα σωματίδια και τα ιόντα υποβάλλονται σε συχνές συγκρούσεις μεταξύ τους χάρη στην τυχαία κίνηση των ιόντων. Τα σωματίδια πολύ γρήγορα προσεγγίζουν μία κατάσταση ισορροπίας, στην οποία φέρουν πλέον μία κατανομή διπολικών φορτίων. Έπειτα, το αποφορτισμένο αερόλυμα περνάει από τον εξουδετερωτή (neutralizer) μέσα στο κύριο τμήμα του αναλυτή διαφορικής κινητικότητας (DMA-κατανεμητής μεγέθους) όπως φαίνεται στο σχηματικό διάγραμμα

22 Σχηματικό διάγραμμα της ροής στον ηλεκτροστατικό διαχωριστή (Electrostatic Classifier) με LDMA. Το DMA αποτελείται από δύο ομόκεντρους μεταλλικούς κυλίνδρους. Το δείγμα με τα πολυδιάστατα σωματίδια, καθώς και ο αέρας μανδύα, εισέρχονται από την πάνω πλευρά του διαχωριστή και ρέουν προς τα κάτω στην δακτυλιοειδή περιοχή μεταξύ των δύο κυλίνδρων. Το αερόλυμα περιβάλλει τη ροή αέρα μανδύα, και ταυτόχρονα οι δυο ροές οδηγούνται μαζί προς το κάτω μέρος του κυλίνδρου χωρίς να αναμιγνύονται. Στον εσωτερικό κύλινδρο, ο κεντρικός άξονας, διατηρείται ελεγχόμενα φορτισμένος με ένα αρνητικό δυναμικό, ενώ ο εξωτερικός κύλινδρος διατηρείται ηλεκτρικά γειωμένος. Έτσι δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των δυο κυλίνδρων. Το συγκεκριμένο ηλεκτρικό πεδίο, προκαλεί την έλξη των φορτισμένων σωματιδίων στον αρνητικά φορτισμένο κεντρικό άξονα. Τα σωματίδια κατακάθονται κατά μήκος του κεντρικού άξονα. Η τοποθεσία των συγκεκριμένων σωματιδίων εξαρτάται από την ηλεκτρική κινητικότητα του σωματιδίου, την παροχή και τη γεωμετρία του κατανεμητή. Σωματίδια με υψηλή ηλεκτρική κινητικότητα κατακάθονται σχετικά ψηλά στο μήκος του άξονα, σωματίδια με χαμηλή ηλεκτρική κινητικότητα συγκεντρώνονται σε χαμηλότερα σημεία του άξονα. Σωματίδια με ένα στενό εύρος ηλεκτρικής κινητικότητας εξέρχονται μαζί με μονοδιάστατο αέρα μέσα απο μια μικρή σχισμή, η οποία βρίσκεται στο κάτω μέρος του κεντρικού άξονα. Αυτά τα σωματίδια μεταφέρονται σε έναν αισθητήρα μέτρησης αριθμού σωματιδίων για να εξακριβωθεί η συγκέντρωση αριθμού τους. Τα εναπομείναντα σωματίδια εξέρχονται του διαχωριστή διαμέσου της ροής της περίσσειας δείγματος [13]. 22

23 Αναλυτική διάταξη μέτρησης κατανομής μεγέθους σωματιδίων χρησιμοποιώντας SMPS της σειράς Προσροφητήρας Πτητικών Ουσιών (Dekati Thermodenuder, TD) Ο προσροφητήρας πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder) έχει σχεδιαστεί για την αφαίρεση των πτητικών και ημι-πτητικών ενώσεων από το δείγμα αερολυμάτων σωματιδίων. Κατά τη δειγματοληψία από θερμή εξάτμιση κινητήρα, το δείγμα πρέπει να ψυχθεί στο αποδεκτό εύρος του οργάνου μέτρησης. Εάν η δειγματοληψία δε γίνει με ελεγχόμενο τρόπο, μπορεί να οδηγήσει σε συμπύκνωση και υπερκορεσμό του μίγματος του αερολύματος. Αυτό οδηγεί σε διαφορετικά αποτελέσματα στη συγκέντρωση των σωματιδίων, την κατανομή μεγέθους, τη σύνθεση και το σχήμα. Στον προσροφητήρα Dekati Thermodenuder, οι πτητικές και ημι-πτητικές ενώσεις εξατμίζονται με θέρμανση του δείγματος του αερολύματος με ένα θερμαντήρα αερολύματος. Μετά από τη θέρμανση, οι πτητικές ενώσεις προσροφώνται εντός του ενεργού άνθρακα, στο τμήμα προσροφητή, όπου το δείγμα επίσης ψύχεται. Τα σωματίδια του δείγματος του αερολύματος έχουν πολύ πιο αργές ταχύτητες διάχυσης από ότι οι αεριοποιημένες ενώσεις (για 10 nm μόρια η αναλογία είναι < 1/100). Αυτό δίνει τη δυνατότητα στις αεριοποιημένες πτητικές ενώσεις να συλλέγονται αποτελεσματικά στο τμήμα του ενεργού άνθρακα, ενώ τα σωματίδια του δείγματος του αερολύματος ακολουθούν τις ροϊκές γραμμές του αέρα ανεπηρέαστα. Το δείγμα του αερολύματος ψύχεται με πεπιεσμένο αέρα ή νερό το οποίο οδηγείται μέσω του τμήματος προσροφητή του Thermodenuder. Το Dekati Thermodenuder έχει σχεδιαστεί για ροή από lpm [14]. 23

24 Διάταξη προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder). Φυσική λειτουργία Στον προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder) το δείγμα μπορεί να θερμανθεί μέχρι τους 300 C. Σε αυτή τη θερμοκρασία, οι περισσότεροι από τους υδρογονάνθρακες στο δείγμα εξαερώνονται. Μετά τη θέρμανση, το δείγμα οδηγείται μέσω του τμήματος προσροφητή όπου το δείγμα ψύχεται και οι αεριοποιημένοι υδρογονάνθρακες προσροφώνται επί του ενεργού άνθρακα Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder). 24

25 Λόγω των διαφορετικών ταχυτήτων διάχυσης του ατμού και των σωματιδίων, κυρίως οι ατμοί υδρογονανθράκων προσροφώνται επί του ενεργού άνθρακα Σχηματική απεικόνιση λειτουργίας από το εσωτερικό του προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder). Διείσδυση υδρογονανθράκων Ο προσροφητήρας πτητικών ουσιών (Dekati Thermodenuder) έχει σχεδιαστεί για να χρησιμοποιείται με ρυθμούς ροής από lpm. Με ρυθμό ροής των 15 lpm αφαιρεί περίπου το 90% των πτητικών οργανικών ενώσεων στο δείγμα ροής. Σε χαμηλότερης ροής διάχυσης, οι απώλειες των στερεών σωματιδίων γίνονται σημαντικές, ενώ σε μεγαλύτερες ροές η απομάκρυνση των υδρογονανθράκων δεν είναι τόσο αποτελεσματική. Ως εκ τούτου το Dekati Thermodenuder δεν πρέπει να χρησιμοποιείται σε άλλους ρυθμούς ροής από την καθορισμένη από lpm. Απώλειες σωματιδίων Όπως σε κάθε παρόμοιο σύστημα, κάποιες απώλειες σωματιδίων εμφανίζονται επίσης στο Thermodenuder. Δεδομένου ότι τα σωματίδια αιθάλης π.χ. στην εξάτμιση καυσαερίων των οχημάτων, είναι συχνά μικρότερα από 100 nm σε μέγεθος, ορισμένα από τα στερεά σωματίδια χάνονται επίσης στο τμήμα του προσροφητή. Ο πιο σημαντικός μηχανισμός, για τις απώλειες σωματιδίων, στο τμήμα προσροφητή είναι η διάχυση. Όσο μεγαλύτερος είναι ο προσροφητής τόσο υψηλότερες είναι οι απώλειες. Ταυτόχρονα, το τμήμα του προσροφητή πρέπει να είναι αρκετά μακρύ για την υψηλή προσρόφηση των υδρογονανθράκων. Επιπλέον, το δείγμα των καυσαερίων της εξάτμισης πρέπει να ψύχεται σε μία θερμοκρασιακή κλίμακα αποδεκτή από τα όργανα μέτρησης σωματιδίων. Επιπλέον, μειώνοντας τη ροή του δείγματος αυξάνονται οι απώλειες. Οι απώλειες σωματιδίων στο Dekati Thermodenuder έχουν καθοριστεί και οι μετρούμενες συγκεντρώσεις σωματιδίων μετά το Thermodenuder μπορούν να διορθωθούν για τις απώλειες αυτές [14] Φορτιστής Διάχυσης (Diffusion Charger, DC) Η φόρτιση με διάχυση (diffusion charging) είναι η διαδικασία με την οποία παράγονται μονοπολικά ιόντα, τα οποία προέρχονται συνήθως από μία κορόνα εκφόρτισης, και τα οποία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αερολύματος, φορτισμένου με υψηλά φορτία. Ειδικότερα, ένα σωματίδιο αποκτά το φορτίο του ιόντος, όταν το ιόν συγκρούεται με το σωματίδιο. Έτσι λοιπόν μετά από μια ανάμιξη σωματιδίων με μονοπολικά ιόντα (ίδιου φορτίου), τα σωματίδια φορτίζονται κατόπιν τυχαίων συγκρούσεων με τα ιόντα. Η διαδικασία 25

26 αυτή ονομάζεται φόρτιση με διάχυση (diffusion charging), λόγω αυτών των συγκρούσεων που είναι αποτέλεσμα της κίνησης Brownian των ιόντων και των σωματιδίων Φορτιστής Διάχυσης (Diffusion Charger, DC) Ο φορτιστής διάχυσης που χρησιμοποιήθηκε επιτυγχάνει τη φόρτιση των σωματιδίων με μηχανισμό τύπου κορόνας ο οποίος έχει την ικανότητα να μπορεί να παράγει ιόντα σε αρκετά υψηλές συγκεντρώσεις, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη φόρτιση αερολύματος. Η διάταξη του φορτιστή διάχυσης τύπου κορόνας (corona diffusion charger), που χρησιμοποιήθηκε, μετρά την ενεργό επιφάνεια των σωματιδίων. Εφαρμόζοντας μία τάση της τάξεως των 5 kv, σχηματίζεται μια κορόνα στην περιφέρεια ενός λεπτού καλωδίου από βολφράμιο. Αυτός ο φορτιστής, τύπου διόδου, παράγει θετικά ιόντα σε μία σταθερή ροή της τάξεως του 1 μα τα οποία ρέουν κατά μήκος του γειωμένου περιβλήματος. 26

27 Σχηματική αναπαράσταση ενός φορτιστή διάχυσης τύπου κορόνας (corona diffusion charger) [15]. Τα σωματίδια εισέρχονται, με συγκεκριμένη κατεύθυνση και ονομαστική παροχή, στην περιοχή του ρεύματος των ιόντων. Έπειτα από τη φόρτιση των σωματιδίων, ακολουθεί μια διάταξη προσκρουστήρα (Impactor), στην πορεία της ροής, η οποία βρίσκεται κατάντη του πεδίου της κορόνας, έχοντας ως στόχο τη μείωση της συμβολής μεγαλύτερων σωματιδίων στο σήμα που λαμβάνεται από το όργανο. Στην κάθοδο της διάταξης του προσκρουστήρα βρίσκεται μία βαθμίδα που αποτελείται από ένα ηλεκτρικά απομονωμένο φίλτρο. Το φίλτρο αυτό συλλέγει τα σωματίδια με διάμετρο μικρότερη της διαμέτρου αποκοπής του προσκρουστήρα. Στη συνέχεια το ρεύμα που παράγεται, καθώς τα φορτισμένα σωματίδια συσσωρεύονται στο φίλτρο, ενισχύεται και μετριέται από ένα ηλεκτρόμετρο. Το ρεύμα αυτό χρησιμοποιείται ως το σήμα εξόδου του οργάνου. Η σχέση μετατροπής του σήματος σε συγκέντρωση επιφάνειας σωματιδίων είναι η εξής [16]: Surface [cm 2 /cm 3 ] = (ένδειξη οργάνου DC) [fa] x 1.15 x Πρωτόκολλο Μετρήσεων Κατά τη διάρκεια των δειγματοληψιών κρατήθηκε αναλυτικό αρχείο με τις ημερομηνίες διεξαγωγής, ημέρες, διάφορες παρατηρήσεις καθώς επίσης και το είδος μέτρησης, ώστε να επιτευχθεί όσο το δυνατό μεγαλύτερη ακρίβεια, ορθότητα και εγκυρότητα των αποτελεσμάτων της έρευνας. Παρακάτω, στους πίνακες και 2.5.2, και παρατίθεται το πρωτόκολλο των μετρήσεων για τις δειγματοληψίες. 27

28 Πίνακας Πρωτόκολλο μετρήσεων Εγνατίας-Βενιζέλου (αστική περιοχή) Φεβρουαρίου. Σταθμός Εγνατίας (Αστική περιοχή) Ημερομηνία Είδος Μέτρησης Όργανα Μέτρησης Παρασκευή, 1 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 4 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 5 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 6 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 7 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 8 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 11 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 12 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 13 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 14 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 15 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 18 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 19 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 20 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 21 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 22 Φεβρουαρίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πίνακας Πρωτόκολλο μετρήσεων Εγνατίας-Βενιζέλου (αστική περιοχή) Ιουνίου. Σταθμός Εγνατίας (Αστική περιοχή) Ημερομηνία Είδος Μέτρησης Όργανα Μέτρησης Δευτέρα, 3 Ιουνίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 4 Ιουνίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 5 Ιουνίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 6 Ιουνίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 7 Ιουνίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 10 Ιουνίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 11 Ιουνίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 12 Ιουνίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 13 Ιουνίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 14 Ιουνίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πίνακας Πρωτόκολλο μετρήσεων Επταπυργίου (περιαστική περιοχή) Μαρτίου. Σταθμός Επταπυργίου (Περιαστική περιοχή) Ημερομηνία Είδος Μέτρησης Όργανα Μέτρησης Τρίτη, 5 Μαρτίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 6 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 7 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 11 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 12 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 13 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή,15 Μαρτίου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 19 Μαρτίου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC 28

29 Πίνακας Πρωτόκολλο μετρήσεων Επταπυργίου (περιαστική περιοχή) Μαΐου. Σταθμός Επταπυργίου (Περιαστική περιοχή) Ημερομηνία Είδος Μέτρησης Όργανα Μέτρησης Τρίτη, 14 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 15 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 16 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 17 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 20 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 21 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 22 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 23 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 24 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Δευτέρα, 27 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Τρίτη, 28 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Τετάρτη, 29 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC Πέμπτη, 30 Μαΐου 2013 Λήψη από TD DMM,SMPS,DC Παρασκευή, 31 Μαΐου 2013 Λήψη χωρίς TD DMM,SMPS,DC 29

30 3. Αποτελέσματα Μετρήσεων 3.1 Διακύμανση Μέσης Ωριαίας Συγκέντρωσης Μάζας Σωματιδίων Σύγκριση Αστικού Περιαστικού Χώρου Χειμερινή Περίοδος Παρακάτω παρατίθενται με τη μορφή διαγραμμάτων τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις δειγματοληψίες που πραγματοποιήθηκαν στην οδό Εγνατίας και στο Επταπύργιο. Δίνεται έμφαση στις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν χωρίς τη χρήση προσροφητήρα πτητικών ουσιών (Thermodenuder). Ο λόγος είναι ότι το Thermodenuder επηρεάζει την κατανομή μεγέθους των σωματιδίων, αφού δεν επιτρέπει στα πτητικά σωματίδια του δείγματος να εισέλθουν στο όργανο μέτρησης. Στα αμέσως επόμενα διαγράμματα πραγματοποιείται μια σύγκριση μεταξύ των 2 δειγματοληπτικών κέντρων αλλά και κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, όσον αφορά τις μέσες συγκεντρώσεις σωματιδιακής μάζας μέσω του οργάνου μέτρησης μάζας σωματιδίων (DMM-230A). Επίσης τα αποτελέσματα κατηγοριοποιούνται σε 2 περιόδους, τη χειμερινή και τη θερινή. Αμέσως γίνεται κατανοητό ότι τα επίπεδα μέσων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας είναι μεγαλύτερα στην οδό Εγνατίας από ότι στο Επταπύργιο, κατά τη διάρκεια του 24ώρου, για τη χειμερινή περίοδο. Επίσης η καμπύλη, και στις δύο περιπτώσεις, ακολουθεί σε γενικές γραμμές την ίδια πορεία και για τις 2 περιοχές, κάτι που μαρτυρά τις ίδιες συνθήκες έκλυσης σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια του 24ώρου με την έξαρση του φαινομένου να πραγματοποιείται τις βραδυνές ώρες. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. 30

31 Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό Επταπυργίου κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Θερινή Περίοδος Κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου οι μέσες συγκεντρώσεις σωματιδιακής μάζας μειώνονται αισθητά σε σχέση με τη χειμερινή περίοδο. Κι εδώ σε επίπεδα σύγκρισης οι συγκεντρώσεις στο σταθμό της Εγνατίας είναι πιο αυξημένες έναντι του Επταπυργίου κάτι που καταγράφει το πρόβλημα που διαθέτει η συγκεκριμένη περιοχή. Όσον αφορά την καμπύλη του 24ώρου κι εδώ παρατηρείται ομοιογένεια μεταξύ των 2 σταθμών κατά τη διάρκεια των μετρήσεων, κάτι που μαρτυρά τις παρόμοιες συνθήκες έκλυσης συγκεντρώσεων στις 2 περιοχές. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι κατά τη θερινή περίοδο η έξαρση του φαινομένου πραγματοποιείται κατά τις πρωινές ώρες σε αντίθεση με τη χειμερινή περίοδο στην οποία παρατηρείται έξαρση κατά τις βραδυνές ώρες. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. 31

32 Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό Επταπυργίου κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Αστική Περιοχή Στα επόμενα διαγράμματα πραγματοποιείται μια σύγκριση χειμερινής και θερινής περιόδου, όπου οι καμπύλες συγκέντρωσης σωματιδίων με διάμετρο μέχρι 1,2 μm, για κάθε περίοδο μας δείχνουν τις μεταβολές συγκεντρώσεων κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου. Στο σταθμό της Εγνατίας υψηλότερες συγκεντρώσεις καταγράφονται το χειμώνα έναντι του καλοκαιριού. Επίσης παρατηρείται οτι η καμπύλη το χειμώνα αυξάνεται απότομα τις βραδυνές ώρες με τη μέγιστη τιμή που αγγίζει τα 90 μg/m 3 σε αντίθεση με το καλοκαίρι όπου καταγράφεται έξαρση του φαινομένου τις πρωινές ώρες με τιμή στα 50 μg/m 3, κάτι το οποίο αναδεικνύει τη διαφορετικότητα των ανθρώπινων συνηθειών που επηρεάζουν τις εκπομπές σωματιδίων ανάλογα με την εποχή. Το εύρος των τιμών για το χειμώνα είναι από 38 μg/m 3 έως τα 90 μg/m 3 ενώ το καλοκαίρι το εύρος διαμορφώνεται από 13 μg/m 3 έως τα 50 μg/m 3. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας με διάμετρο μέχρι 1,2 μm κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Ιούνιο. 32

33 Περιαστική Περιοχή Για την περιοχή του Επταπυργίου καταγράφονται συγκεντρώσεις που οδηγούν στα ίδια συμπεράσματα με αυτά που προαναφέρθηκαν παραπάνω. Στο σταθμό του Επταπυργίου οι υψηλότερες συγκεντρώσεις καταγράφονται το χειμώνα έναντι του καλοκαιριού. Επίσης παρατηρείται οτι η καμπύλη το χειμώνα αυξάνεται απότομα τις βραδυνές ώρες με τη μέγιστη τιμή της να αγγίζει τα 33 μg/m 3 σε αντίθεση με το καλοκαίρι όπου καταγράφεται έξαρση του φαινομένου τις πρωινές ώρες με τη μέγιστη τιμή να διαμορφώνεται στα 14 μg/m 3. Μοναδική διαφοροποίηση αποτελούν οι αισθητά χαμηλότερες συγκεντρώσεις σωματιδίων που καταγράφονται στην περιαστική περιοχή έναντι της αστικής περιοχής. Το εύρος των τιμών για το χειμώνα είναι από 8 μg/m 3 έως τα 33 μg/m 3 ενώ το καλοκαίρι το εύρος διαμορφώνεται από 6 μg/m 3 έως τα 14 μg/m 3. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας με διάμετρο μέχρι 1,2 μm κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τους μήνες Μάρτιο και Μάιο. 3.2 Διακύμανση Μέσης Ωριαίας Συγκέντρωσης Αριθμού Σωματιδίων Σύγκριση Αστικού Περιαστικού Χώρου Χειμερινή Περίοδος Η σύγκριση των δειγμάτων των 2 περιοχών συνεχίζεται αυτή τη φορά με τη βοήθεια του κατανεμητή μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων (SMPS-3936L). Στόχος είναι να συγκριθούν οι συγκεντρώσεις αριθμού σωματιδίων, οι οποίες εξαιτίας του μικροσκοπικού μεγέθους είναι και οι πιο επικίνδυνες για την υγεία του ανθρώπου. Κι εδώ ο σταθμός Εγνατίας καταγράφει μεγαλύτερες συγκεντρώσεις από το σταθμό του Επταπυργίου ενώ η μορφή της καμπύλης, η οποία είναι όμοια για τις 2 περιοχές, αναδεικνύει την έξαρση του φαινομένου λίγες ώρες πριν τα μεσάνυχτα. 33

34 Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό Επταπυργίου κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Θερινή Περίοδος Κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου οι συγκεντρώσεις σωματιδιακής μάζας με διαστάσεις μικρότερες του 1μm μειώνονται σε σχέση με τη χειμερινή περίοδο. Κι εδώ σε επίπεδα σύγκρισης οι συγκεντρώσεις στο σταθμό της Εγνατίας είναι πιο αυξημένες έναντι του Επταπυργίου. Όσον αφορά την καμπύλη του 24ώρου κι εδώ παρατηρείται ομοιότητα των 2 σταθμών με ελάχιστα έντονες μεταβολές κατά τη διάρκεια των μετρήσεων και με έξαρση του φαινομένου κατά τις πρωινές ώρες αλλά και με ύφεση τις μεταμεσονύχτιες ώρες. 34

35 Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό Εγνατίας κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Αστική Περιοχή Στα επόμενα διαγράμματα συνεχίζεται η σύγκριση χειμερινής και θερινής περιόδου με τη βοήθεια του κατανεμητή μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων, όπου οι συγκεντρώσεις αριθμού σωματιδίων, για κάθε περίοδο μας δείχνουν τις μεταβολές συγκεντρώσεων κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου. Στο σταθμό της Εγνατίας υψηλότερες συγκεντρώσεις καταγράφονται το χειμώνα έναντι του καλοκαιριού. Επίσης οι συγκεντρώσεις κατά τη χειμερινή περίοδο σταδιακά αυξάνονται τις βραδυνές ώρες σε αντίθεση με το καλοκαίρι όπου η έξαρση του φαινομένου παρατηρείται το πρωί, κάτι το οποίο ενισχύει την άποψη όσον αφορά τη διαφορετικότητα των ανθρώπινων συνηθειών που επηρεάζουν την έκλυση των συγκεντρώσεων σωματιδίων. 35

36 Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Ιούνιο. Περιαστική Περιοχή Για την περιοχή του Επταπυργίου καταγράφονται τιμές που οδηγούν σε ταυτόσημα συμπεράσματα με αυτά που προαναφέρθηκαν παραπάνω. Μοναδική διαφοροποίηση αποτελούν οι αισθητά χαμηλότερες συγκεντρώσεις σωματιδίων που καταγράφονται στην περιαστική περιοχή έναντι της αστικής περιοχής. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τους μήνες Μάρτιο και Μάιο. 3.3 Διακύμανση Μέσης Ωριαίας Συγκέντρωσης Επιφάνειας Σωματιδίων Σύγκριση Αστικού Περιαστικού Χώρου Χειμερινή Περίοδος 36

37 Η σύγκριση των δειγμάτων των 2 περιοχών συνεχίζεται αυτή τη φορά με τη βοήθεια του φορτιστή διάχυσης σωματιδίων (DC). Στόχος είναι να συγκριθούν οι επιφάνειες σωματιδίων και μέσω αυτών των αποτελεσμάτων οι συγκεντρώσεις τους. Κι εδώ ο σταθμός Εγνατίας καταγράφει μεγαλύτερες τιμές συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων από το σταθμό του Επταπυργίου ενώ η μορφή της καμπύλης, η οποία είναι όμοια για τις 2 περιοχές, αναδεικνύει την έξαρση του φαινομένου τις βραδυνές ώρες. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τη χειμερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Θερινή Περίοδος Κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου οι τιμές επιφάνειας σωματιδίων μειώνονται αρκετά σε σχέση με τη χειμερινή περίοδο. Κι εδώ σε επίπεδα σύγκρισης οι συγκεντρώσεις στο σταθμό 37

38 της Εγνατίας είναι πιο αυξημένες έναντι του Επταπυργίου. Όσον αφορά την καμπύλη του 24ώρου παρόλο που υπάρχουν αποκλίσεις στις μετρήσεις μεταξύ των 2 σταθμών, παρόλαυτα εξάγονται ασφαλή συμπεράσματα και η έξαρση του φαινομένου παρατηρείται τις πρωινές ώρες ενώ τις βραδυνές ώρες υπάρχει σταδιακή ύφεση. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων, κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τη θερινή περίοδο. Η μπάρα σφάλματος αντιστοιχεί στο εύρος διακύμανσης μεταξύ των διαφορετικών ημερών μέτρησης. Αστική Περιοχή Η σύγκριση χειμερινής και θερινής περιόδου συνεχίζεται με τη βοήθεια του οργάνου DC, όπου οι τιμές επιφάνειας των σωματιδίων, για κάθε περίοδο μας δείχνουν τις μεταβολές συγκεντρώσεων κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου. Στο σταθμό της Εγνατίας υψηλότερες συγκεντρώσεις καταγράφονται το χειμώνα έναντι του καλοκαιριού. Επίσης οι συγκεντρώσεις 38

39 το χειμώνα κορυφώνονται τις βραδυνές ώρες σε αντίθεση με το καλοκαίρι όπου καταγράφεται έξαρση του φαινομένου τις πρωινές ώρες. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό της Εγνατίας κατά τους μήνες Φεβρουάριο και Ιούνιο. Περιαστική Περιοχή Για την περιοχή του Επταπυργίου καταγράφονται τιμές που οδηγούν στα ίδια συμπεράσματα με αυτά που προαναφέρθηκαν παραπάνω. Για μια ακόμη φορά η μόνη διαφοροποίηση έγκειται στις χαμηλότερες συγκεντρώσεις σωματιδίων που καταγράφονται στην περιαστική περιοχή έναντι της αστικής περιοχής. Εικόνα Διάγραμμα μέσης συγκέντρωσης επιφάνειας σωματιδίων κατά τη διάρκεια 24ωρης μέτρησης, από το σταθμό του Επταπυργίου κατά τους μήνες Μάρτιο και Μάιο. 3.4 Κατανομή Συγκέντρωσης Αριθμού Σωματιδίων Αστική Περιοχή 39

40 Στα παρακάτω διαγράμματα πραγματοποιείται σύγκριση κατανομών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων που αφορούν μετρήσεις με Thermodenuder και χωρίς Thermodenuder. Στο σταθμό της Εγνατίας οι συγκεντρώσεις που μετρήθηκαν χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι σημαντικά αυξημένες έναντι των μετρήσεων με τη χρήση Thermodenuder. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με το ότι το εύρος της διαμέτρου των σωματιδίων είναι από 15nm 800nm οδηγεί στο συμπέρασμα ότι οι πτητικές και ημι-πτητικές ενώσεις καταλαμβάνουν ένα μεγάλο ποσοστό του αερολύματος, δηλαδή σωματίδια μικροσκοπικής διαμέτρου, τα οποία έχουν αυξημένη επικινδυνότητα για την υγεία του ανθρώπου. Η κατανομή ακολουθεί τη lognormal ενώ οι μέγιστες συγκεντρώσεις αριθμού αντιστοιχούν σε διάμετρο σωματιδίων από 50nm 90nm. Παρατηρείται ότι με τη χρήση Thermodenuder η καμπύλη είναι χαμηλότερη και μετατοπισμένη προς τα δεξιά. Αυτό εξηγείται γιατί με τη χρήση του συγκεκριμένου οργάνου απομονώνεται ένας μεγάλος αριθμός σωματιδίων μικροσκοπικής διαμέτρου. Εικόνα Διάγραμμα τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων-διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό της Εγνατίας με και χωρίς τη χρήση Thermodenuder. Περιαστική Περιοχή Στο σταθμό του Επταπυργίου, αφενός οι τιμές συγκέντρωσης αριθμού είναι συγκριτικά χαμηλότερες έναντι των τιμών του σταθμού της Εγνατίας, αφετέρου οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι μετατοπισμένες δεξιότερα δηλαδή σε μεγαλύτερα μεγέθη σωματιδίων. Αυτά τα αποτελέσματα οφείλονται στο φαινόμενο αραίωσης καθώς οι μετρήσεις διεξήχθησαν σε τοποθεσία μακριά από την πυκνή κυκλοφορία. Το εύρος της διαμέτρου των σωματιδίων είναι από 15nm 800nm ενώ οι μέγιστες συγκεντρώσεις αριθμού αντιστοιχούν σε διάμετρο σωματιδίων από 45nm 90nm. 40

41 Εικόνα Διάγραμμα τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων-διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό του Επταπυργίου με και χωρίς τη χρήση Thermodenuder. 3.5 Διακύμανση Μέσης Ημερήσιας Συγκέντρωσης Μάζας Σωματιδίων Σύγκριση Χειμερινής Θερινής Περιόδου Αστική Περιοχή Στα παρακάτω γραφήματα αποτυπώνονται οι ημερήσιες μέσες τιμές συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας για κάθε περίοδο, χωρίς τη χρήση Thermodenuder. Οι τιμές αυτές είναι υψηλότερες τη χειμερινή περίοδο. Αυτό αποτυπώνει για μια ακόμη φορά τις συνήθειες των ανθρώπων όσον αφορά την εναλλαγή των εποχών, οι οποίες επηρεάζουν την έκλυση εκπομπών σωματιδιακής μάζας. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 25 μg/m 3-85 μg/m 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι το Σάββατο. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 24 μg/m 3-34 μg/m 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. 41

42 Εικόνα Γράφημα μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων, από το σταθμό της Εγνατίας, χωρίς τη χρήση Thermodenuder, χειμερινής περιόδου. Εικόνα Γράφημα μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων, από το σταθμό της Εγνατίας, χωρίς τη χρήση Thermodenuder, θερινής περιόδου. 42

43 Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται μια σύγκριση των μέσων όρων συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας για το χειμώνα και το καλοκαίρι, με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρακάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό της Εγνατίας και οι οποίες δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι υπερδιπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder. Αναλυτικότερα για τη σύγκριση των μέσων τιμών σωματιδιακής μάζας με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, δηλαδή στα 50,52 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 20,06 μg/m 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 29,75 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 13,96 μg/m 3. Οι τιμές αυτές κρίνονται υπερβολικά υψηλές, αφού αυτές αφορούν σωματίδια PM1,2. Ως γνωστό, τα μέγιστα επιτρεπτά όρια συγκεντρώσεων σωματιδίων PM2,5 είναι 25 μg/m 3 ενώ τα PM10 είναι 40 μg/m 3. Αναλογικά οι τιμές συγκεντρώσεων PM1,2 αφορούν ένα μικρό κομμάτι των συνολικών συγκεντρώσεων PM2,5 και PM10 και ήδη βρίσκονται εκτός των επιτρεπτών ορίων. Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Εγνατίας, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. Περιαστική Περιοχή Αντιθέτως με τις μετρήσεις που διεξήχθησαν στο σταθμό της Εγνατίας, οι μετρήσεις του σταθμού Επταπυργίου καταγράφουν χαμηλότερα επίπεδα συγκεντρώσεων, ενώ ταυτόχρονα οι τιμές της χειμερινής περιόδου είναι σχετικά μεγαλύτερες από τις αντίστοιχες της θερινής 43

44 περιόδου. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 4 μg/m 3-27 μg/m 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Πέμπτη. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 4 μg/m 3-14 μg/m 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. Εικόνα Γράφημα μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων, από το σταθμό του Επταπυργίου, χωρίς τη χρήση Thermodenuder, χειμερινής περιόδου. 44

45 Εικόνα Γράφημα μέσης ημερήσιας συγκέντρωσης μάζας σωματιδίων, από το σταθμό του Επταπυργίου, χωρίς τη χρήση Thermodenuder, θερινής περιόδου. Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται μια σύγκριση των μέσων όρων συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας για το χειμώνα και το καλοκαίρι καθώς και με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό του Επταπυργίου δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι πολλαπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder, κάτι το οποίο αποδεικνύει τη διαφορά της ποιότητας του αερολύματος για κάθε περιοχή. Τέλος διαπιστώνεται ότι οι συγκεντρώσεις το χειμώνα είναι κατά μέσο όρο μεγαλύτερες απ ότι το καλοκαίρι. Όσον αφορά την περιαστική περιοχή, ο μέσος όρος σωματιδιακής μάζας, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, είναι αρκετά μικρότερος του αντίστοιχου της αστικής περιοχής, δηλαδή στα 15,21 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 2,48 μg/m 3. Την καλοκαιρινή περίοδο, η μέση τιμή, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 9,42 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή πέφτει στα 2,03 μg/m 3. Όσον αφορά τη σύγκριση των μέσων όρων συγκέντρωσης σωματιδίων PM1,2, με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, οι τιμές αυτές κρίνονται σαφώς πιο χαμηλές σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές της αστικής περιοχής. Όπως ειπώθηκε παραπάνω, τα μέγιστα επιτρεπτά όρια συγκεντρώσεων σωματιδίων PM2,5 είναι 25 μg/m 3 ενώ τα PM10 είναι 40 μg/m 3. Αναλογικά οι τιμές συγκεντρώσεων PM1,2 αφορούν ένα μικρό κομμάτι των συνολικών συγκεντρώσεων PM2,5 και PM10, με αποτέλεσμα οι τιμές να προσεγγίζουν αναλογικά τα μέγιστα επιτρεπτά όρια συγκεντρώσεων και να τα ξεπερνούν. 45

46 Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Επταπυργίου, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. 3.6 Διακύμανση Μέσης Ημερήσιας Συγκέντρωσης Αριθμού Σωματιδίων Σύγκριση Χειμερινής Θερινής Περιόδου Αστική Περιοχή Στη συνέχεια παρατίθενται οι μετρήσεις που διεξήχθησαν με τον κατανεμητή μεγέθους κινητικότητας σωματιδίων. Οι μετρήσεις που παρατίθενται παρακάτω είναι χωρίς τη χρήση Thermodenuder. Η μέση ημερήσια συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων που μετρήθηκε είναι μεγαλύτερη το χειμώνα και με μεγαλύτερες διακυμάνσεις σε σύγκριση με το καλοκαίρι. Τα αποτελέσματα έρχονται να επιβεβαιώσουν τις μετρήσεις του μετρητή μάζας σωματιδίων με τις οποίες εξάγονται παρόμοια συμπεράσματα. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 2,20 x10 4 #/cm 3 5,10 x10 4 #/cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Δευτέρα. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 2,35 x10 4 #/cm 3 3,05 x10 4 #/cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. 46

47 Εικόνα Γράφημα ημερήσιας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα ημερήσιας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 47

48 Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται σύγκριση των μέσων όρων συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων για το χειμώνα και το καλοκαίρι, με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρακάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό της Εγνατίας και οι οποίες δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι σχεδόν τριπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder. Αναλυτικότερα για τη σύγκριση των μέσων τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, δηλαδή στα 3,56 x10 4 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,26 x10 4 #/cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 2,64 x10 4 #/cm 3 μg/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 9,89 x10 3 #/cm 3. Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. Περιαστική Περιοχή Στις μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό Επταπυργίου οι συγκεντρώσεις αριθμού σωματιδίων είναι συγκριτικά χαμηλότερες έναντι των αντίστοιχων μετρήσεων του σταθμού Εγνατίας. Επίσης το χειμώνα, οι συγκεντρώσεις αριθμού σωματιδίων είναι μεγαλύτερες έναντι της θερινής περιόδου. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 5,10 x10 3 #/cm 3-2,20 x10 4 #/cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Πέμπτη. Το εύρος των 48

49 τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 2,5 x10 3 #/cm 3 1,25 x10 4 #/cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. Εικόνα Γράφημα ημερήσιας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 49

50 Εικόνα Γράφημα ημερήσιας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται σύγκριση των μέσων όρων συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων για το χειμώνα και το καλοκαίρι, με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρακάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό του Επταπυργίου και οι οποίες δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι πολλαπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder. Αναλυτικότερα για τη σύγκριση των μέσων τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, δηλαδή στα 1,57 x10 4 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 3,39 x10 3 #/cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 8,39 x10 3 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,89 x10 3 #/cm 3. 50

51 Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. 3.7 Διακύμανση Ημερήσιας Μέσης Γεωμετρικής Διαμέτρου Σωματιδίων Σύγκριση Χειμερινής Θερινής Περιόδου Αστική Περιοχή Σύμφωνα με τα παρακάτω γραφήματα καταγράφονται οι διακυμάνσεις ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων. Διαπιστώνεται ότι η γεωμετρική μέση διάμετρο των σωματιδίων είναι περίπου παρόμοια το χειμώνα και το καλοκαίρι, και κατ επέκταση η ποιότητα των αερολυμάτων όσον αφορά και τις δύο περιόδους. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 49 nm - 66 nm. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι το Σάββατο. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 57 nm - 65 nm. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Παρασκευή. 51

52 Εικόνα Γράφημα ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. Περιαστική Περιοχή 52

53 Στο σταθμό Επταπυργίου οι μετρήσεις παρουσιάζουν έντονες διακυμάνσεις από ημέρα σε ημέρα. Παρόλαυτα κι εδώ υπάρχει μια ομοιότητα στα μεγέθη για χειμώνα και καλοκαίρι κάτι το οποίο οδηγεί σε παρόμοια ποιότητα αερολυμάτων όσον αφορά το γεωμετρικό μέγεθος και για τις δύο περιόδους. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 47 nm - 71 nm. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι το Σάββατο. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 46 nm - 64 nm. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τρίτη. Εικόνα Γράφημα ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 53

54 Εικόνα Γράφημα ημερήσιας μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 3.8 Διακύμανση Μέσης Ημερήσιας Επιφάνειας Σωματιδίων Σύγκριση Χειμερινής Θερινής Περιόδου Αστική Περιοχή Παρακάτω παρατίθενται τα αποτελέσματα των μέσων τιμών επιφάνειας των σωματιδίων, των σταθμών μετρήσεων Εγνατίας και Επταπυργίου για χειμώνα-καλοκαίρι. Οι μέσες τιμές στο σταθμό Εγνατίας είναι μεγαλύτερες το χειμώνα σε σχέση με του καλοκαιριού, όπως επίσης είναι εξίσου ανώτερες απο τις τιμές του σταθμού Επταπυργίου. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 2,80 x10-5 cm 2 /cm 3-6,80 x10-5 cm 2 /cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Κυριακή. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 1,90 x10-5 cm 2 /cm 3 2,70 x10-5 cm 2 /cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. 54

55 Εικόνα Γράφημα μέσης επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 55

56 Εικόνα Γράφημα μέσης επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται σύγκριση των μέσων όρων επιφάνειας σωματιδίων για το χειμώνα και το καλοκαίρι καθώς και με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρακάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό της Εγνατίας και οι οποίες δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι πολλαπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder. Αναλυτικότερα για τη σύγκριση των μέσων τιμών επιφάνειας σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, δηλαδή στα 4,56 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,61 x10-5 cm 2 /cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 2,28 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,17 x10-5 cm 2 /cm 3. Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. 56

57 Περιαστική Περιοχή Στο σταθμό μέτρησης Επταπυργίου οι μετρήσεις αποδεικνύουν για μια ακόμη φορά τις συνήθειες των ανθρώπων και τη συνάρτηση τους με τις πηγές εκπομπών. Είναι ολοφάνερο οτι οι μέσοι όροι είναι κάτω από τους αντίστοιχους της Εγνατίας για την ίδια περίοδο ενώ ταυτόχρονα οι μέσες τιμές του χειμώνα είναι μεγαλύτερες έναντι της θερινής περιόδου. Το εύρος των τιμών για τη χειμερινή περίοδο είναι από 5,20 x10-6 cm 2 /cm 3-2,70 x10-5 cm 2 /cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Πέμπτη. Το εύρος των τιμών για τη θερινή περίοδο είναι από 2,20 x10-6 cm 2 /cm 3 9,10 x10-6 cm 2 /cm 3. Η ημέρα με τη μεγαλύτερη τιμή είναι η Τετάρτη. Εικόνα Γράφημα μέσης επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 57

58 Εικόνα Γράφημα μέσης επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χωρίς χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. Στο επόμενο γράφημα πραγματοποιείται σύγκριση των μέσων όρων επιφάνειας σωματιδίων για το χειμώνα και το καλοκαίρι, με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρακάτω παρουσιάζονται οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό του Επταπυργίου και οι οποίες δείχνουν ότι ο μέσος όρος χωρίς τη χρήση Thermodenuder είναι πολλαπλάσιος σε σχέση με το μέσο όρο όπου χρησιμοποιήθηκε το Thermodenuder. Αναλυτικότερα για τη σύγκριση των μέσων τιμών επιφάνειας σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, δηλαδή στα 1,74 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 2,41 x10-6 cm 2 /cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, καταγράφεται στα 5,91 x10-6 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,10 x10-6 cm 2 /cm 3. 58

59 Εικόνα Γράφημα μέσων τιμών επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με χρήση και χωρίς χρήση Thermodenuder για χειμώνα-καλοκαίρι. 3.9 Συσχέτιση Μάζας Επιφάνειας Σωματιδίων Αστική Περιοχή Παρακάτω παρατίθενται διαγράμματα συσχετισμών των μετρητικών οργάνων. Μέσα από τα επόμενα διαγράμματα ελέγχεται η σύγκριση των αποτελεσμάτων και το κατά πόσο υπάρχουν αποκλίσεις μεταξύ των μετρητικών οργάνων, οι οποίες θα μπορούσαν να αλλοιώσουν τα τελικά συμπεράσματα. Όσον αφορά το συσχετισμό μεταξύ μάζας επιφάνειας σωματιδίων παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η τιμή επιφάνειας των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων, άρα παρουσιάζει αναλογική αύξηση. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9961 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώνει την καλή συσχέτιση των δύο μετρητικών οργάνων και οδηγεί στο συμπέρασμα οτι οι μετρήσεις κρίνονται αξιόπιστες. 59

60 3.9.1 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου Συνεχίζοντας με τη συσχέτιση μάζας επιφάνειας σωματιδίων για τη θερινή περίοδο η διασπορά των αποτελεσμάτων παρουσιάζει αναλογική αύξηση, καθώς όσο αυξάνεται η τιμή επιφάνειας των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η μάζα των σωματιδίων οδηγώντας στα ίδια συμπεράσματα με προηγουμένως. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9954 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. Αυτό το αποτέλεσμα επαληθεύει την καλή συσχέτιση των δύο μετρητικών οργάνων και οδηγεί για μια ακόμη φορά στο συμπέρασμα οτι τα αποτελέσματα επαληθεύουν την αξιοπιστία των μετρήσεων. 60

61 3.9.2 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου Περιαστική Περιοχή Στο σταθμό μέτρησης του Επταπυργίου το διάγραμμα συσχέτισης μάζας επιφάνειας σωματιδίων για τη χειμερινή περίοδο παρουσιάζει αναλογική αύξηση. Παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η τιμή επιφάνειας των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η μάζα των σωματιδίων παρουσιάζοντας για μια ακόμη φορά αναλογική αύξηση. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9767 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. 61

62 3.9.3 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. Συνεχίζοντας με τη συσχέτιση μάζας επιφάνειας σωματιδίων για τη θερινή περίοδο η διασπορά των αποτελεσμάτων παρουσιάζει αναλογική αύξηση καθώς όσο αυξάνεται η τιμή επιφάνειας των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η μάζα των σωματιδίων οδηγώντας στα ίδια συμπεράσματα με προηγουμένως. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,92 ο οποίος βρίσκεται κοντά στον ιδανικό R 2 =1. 62

63 3.9.4 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας επιφάνειας σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, θερινής περιόδου Συσχέτιση Μάζας Αριθμού Σωματιδίων Αστική Περιοχή Όσον αφορά το συσχετισμό μεταξύ μάζας αριθμού σωματιδίων από το σταθμό Εγνατίας για τη χειμερινή περίοδο παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων, άρα παρουσιάζει αναλογική αύξηση. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9667 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. Αυτό το αποτέλεσμα επιβεβαιώνει την καλή συσχέτιση των δύο μετρητικών οργάνων και οδηγεί στο συμπέρασμα οτι οι μετρήσεις κρίνονται αξιόπιστες. 63

64 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου. Συνεχίζοντας με το συσχετισμό αποτελεσμάτων μεταξύ μάζας αριθμού σωματιδίων από το σταθμό Εγνατίας, για τη θερινή περίοδο, η διασπορά των αποτελεσμάτων δείχνει για μια ακόμη φορά αναλογική αύξηση, καθώς όσο αυξάνεται η μάζα των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων, οδηγώντας στα ίδια συμπεράσματα με προηγουμένως. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9269 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. 64

65 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου. Περιαστική Περιοχή Όσον αφορά τη σύγκριση μεταξύ μάζας αριθμού σωματιδίων για το σταθμό Επταπυργίου, κατά τη χειμερινή περίοδο, παρατηρείται για πολλοστή φορά αναλογική αύξηση καθώς όσο αυξάνεται η μάζα των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9234 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. 65

66 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. Συνεχίζοντας με το συσχετισμό αποτελεσμάτων μεταξύ μάζας αριθμού σωματιδίων από το σταθμό Επταπυργίου, για τη θερινή περίοδο, η διασπορά των αποτελεσμάτων δείχνει για μια ακόμη φορά αναλογική αύξηση, καθώς όσο αυξάνεται η μάζα των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων οδηγώντας στα ίδια συμπεράσματα με προηγουμένως. Ο συντελεστής διασποράς R 2 είναι 0,9376 ο οποίος προσεγγίζει τον ιδανικό R 2 =1. 66

67 Διάγραμμα συσχέτισης μάζας αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, θερινής περιόδου. 67

68 4. Σύνοψη - Σχολιασμός Αποτελεσμάτων Αρχικά είναι χρήσιμο να αναφερθεί ότι όσον αφορά την εκλογή των τοποθεσιών που πραγματοποιήθηκαν οι μετρήσεις των φυσικών χαρακτηριστικών των σωματιδίων, η θεώρηση οτι πληρούν τις προϋποθέσεις για να χαρακτηριστούν ως αστική και περιαστική περιοχή επαληθεύτηκε μέσα από τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Ο μετρητικός σταθμός του Δήμου στην οδό Εγνατίας, ο οποίος βρίσκεται μέσα στο κέντρο της πόλης και συγκεκριμένα στη συμβολή δύο οδών αυξημένης κυκλοφορίας, χαρακτηρίστηκε στην παρούσα εργασία ως αστική περιοχή. Αντιθέτως ο μετρητικός σταθμός του Δήμου στο Επταπύργιο χαρακτηρίστηκε ως περιαστική περιοχή. Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με τη βοήθεια 3 διαφορετικών μετρητικών οργάνων κατέγραψαν σε καθημερινή βάση δεδομένα συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας [μg/m 3 ], συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων [#/cm 3 ], γεωμετρικής μέσης διαμέτρου σωματιδίων [nm], και επιφάνειας των σωματιδίων [cm 2 /cm 3 ]. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, εναλλάξ. Παρόλαυτα κρίθηκε σκόπιμο να αναλυθούν οι μετρήσεις χωρίς τη χρήση Thermodenuder, τόσο για να απλουστευθεί η διαδικασία των συγκρίσεων, όσο και να αποφευχθεί η απομόνωση των πτητικών ουσιών, οι οποίες κατέχουν πρωταγωνιστικό ρόλο στην ποιότητα του αερολύματος της ατμόσφαιρας. Εν τούτοις παρατέθηκε μια σύγκριση μετρήσεων μεταξύ χρήσης μη χρήσης Thermodenuder τα αποτελέσματα των οποίων αναλύονται στη συνέχεια. 4.1 Διακύμανση Εκπομπών Αιωρούμενων Σωματιδίων Συγκέντρωση Μάζας Όσον αφορά την ωριαία διακύμανση συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας, τα συμπεράσματα που εξήχθησαν είναι ότι οι τιμές, οι οποίες καταγράφησαν στην αστική περιοχή, ήταν αρκετά μεγαλύτερες συγκριτικά με τις αντίστοιχες της περιαστικής περιοχής, τη δεδομένη χρονική περίοδο. Συγκεκριμένα για τη χειμερινή περίοδο, στην αστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται στα 55 μg/m 3 ενώ το απόγευμα απο τις 18:00 ανεβαίνουν σταδιακά, ξεπερνώντας κατά πολύ το ανώτατο επιτρεπτό όριο, και φτάνουν στο ανώτατο σημείο των 85 μg/m 3 περίπου στις 22:00. Οι συγκεντρώσεις συνεχίζουν να κυμαίνονται σε υψηλά επίπεδα μέχρι τα μεσάνυχτα όπου και ξεκινά η μείωση μέχρι το πρωί της επόμενης ημέρας. Αντίστοιχα για τη συγκεκριμένη περίοδο στην περιαστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται στα 15,5 μg/m 3, με εξαίρεση το απόγευμα όπου κι εδώ γύρω στις 18:00 ξεκινάει μια αύξηση των τιμών με αποκορύφωμα γύρω στις 20:30 όπου η τιμή αγγίζει τα 27 μg/m 3 περίπου. Από εδώ και πέρα ξεκινάει η πτώση μέχρι το επόμενο πρωί όπου επανέρχεται η συγκέντρωση σωματιδιακής μάζας στα αρχικά επίπεδα. Όσον αφορά τη θερινή περίοδο, για την αστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται γύρω στα 29 μg/m 3, με μικρές διακυμάνσεις, με την έξαρση να σημειώνεται τις πρωινές ώρες και το ανώτατο σημείο να καταγράφεται στις 7:00, με τιμή που αγγίζει τα 34 μg/m 3. Για την ίδια περίοδο, στην περιαστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται γύρω στα 9 μg/m 3, με τα ανώτατα επίπεδα να καταγράφονται για μια ακόμη φορά τις πρωινές ώρες και συγκεκριμένα στις 7:30, η τιμή αγγίζει τα 14 μg/m 3. Συγκριτικά,όσον αφορά τις χρονικές περιόδους, οι τιμές κατά τη χειμερινή περίοδο ήταν μεγαλύτερες σε σχέση με τις αντίστοιχες τιμές της θερινής περιόδου, για την ίδια περιοχή. Συμπληρωματικά, οι καμπύλες των κατανομών ανέδειξαν την έξαρση των τιμών κατά τις βραδυνές ώρες, για τη χειμερινή περίοδο, σε αντίθεση με τη θερινή περίοδο όπου η έξαρση καταγράφηκε τις πρωινές ώρες. Άξιο αναφοράς είναι το γεγονός ότι τόσο για την αστική περιοχή, όσο και για την περιαστική περιοχή, οι ώρες καταγραφής, των αντίστοιχων χρονικά εξάρσεων, είναι σχεδόν ίδιες, με ελάχιστες αποκλίσεις και για τη χειμερινή περίοδο αλλά και για τη θερινή περίοδο. Όσον αφορά τη σύγκριση των μέσων τιμών συγκέντρωσης σωματιδιακής μάζας με τη χρήση 68

69 Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, στα 50,52 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 20,06 μg/m 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 29,75 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 13,96 μg/m 3. Επιπροσθέτως για την περιαστική περιοχή, ο μέσος όρος σωματιδιακής μάζας, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, είναι αρκετά μικρότερος του αντίστοιχου της αστικής περιοχής, δηλαδή στα 15,21 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 2,48 μg/m 3. Την καλοκαιρινή περίοδο η μέση τιμή, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 9,42 μg/m 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή πέφτει στα 2,03 μg/m Συγκέντρωση Αριθμού Όσον αφορά τις μετρήσεις συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων με διαστάσεις μικρότερες του ενός μικρομέτρου, στην αστική περιοχή, για τη χειμερινή περίοδο οι τιμές κυμαίνονται, με μικρές διακυμάνσεις, στα 3,685 x10 4 #/cm 3 με εξαίρεση το απόγευμα όπου από τις 18:00 υπάρχει ανοδική τάση, με ανώτατη τιμή τα 5,13 x10 4 #/cm 3 και η οποία σταδιακά υποχωρεί μέχρι το πρωί της επόμενης ημέρας. Συγκριτικά, για την ίδια χρονική περίοδο, στην περιαστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται στο 1,3375 x10 4 #/cm 3, με αυξητική τάση η οποία ξεκινάει στις 17:30 και η οποία φτάνει στην ανώτατη τιμή των 2,06 x10 4 #/cm 3 γύρω στις 20:30. Έπειτα ξεκινάει η πτώση μέχρι τις πρωινές ώρες της επόμενης ημέρας. Όσον αφορά τη θερινή περίοδο, για την αστική περιοχή, η καμπύλη καταγράφει διακύμανση, με μέση τιμή στα 2,685 x10 4 #/cm 3, με την άνοδο να καταγράφεται το πρωί από τις 4:00 και να φτάνει στην ανώτατη τιμή των 3,03 x10 4 #/cm 3 στις 8:00. Για την ίδια χρονική περίοδο, για την περιαστική περιοχή η μέση τιμή κυμαίνεται στα 7,855 x10 3 #/cm 3, η ανώτατη τιμή 1,23 x10 4 #/cm 3 εμφανίζεται στις 14:00, παρόλαυτα η ανοδική τάση ξεκινά από τις 11:00, κάτι το οποίο γεννά μια μικρή διαφοροποίηση χρονικά όσον αφορά την έξαρση του φαινομένου, σε σχέση με τη μέτρηση της αστικής περιοχής, αλλά η οποία δεν κρίνεται ικανή για να αλλοιώσει τα γενικά συμπεράσματα των συνολικών μετρήσεων, αφού τα φαινόμενα μεταφοράς φαίνεται να λειτούργησαν στην παρούσα φάση. Όσον αφορά τη σύγκριση των μέσων τιμών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, στα 3,56 x10 4 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,26 x10 4 #/cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 2,64 x10 4 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 9,89 x10 3 #/cm 3. Επιπροσθέτως για την περιαστική περιοχή, ο μέσος όρος συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, είναι αρκετά μικρότερος του αντίστοιχου της αστικής περιοχής, δηλαδή στα 1,57 x10 4 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 3,39 x10 3 #/cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο η μέση τιμή, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 8,39 x10 3 #/cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή πέφτει στα 1,89 x10 3 #/cm Συγκέντρωση Επιφάνειας Συνεχίζοντας με τη σύγκριση των τιμών επιφάνειας σωματιδίων, και συγκεκριμένα για τη χειμερινή περίοδο, στην αστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται στα 4,725 x10-5 cm 2 /cm 3 με ανοδική τάση μετά τις 18:00, και ανώτατη τιμή τα 6,71 x10-5 cm 2 /cm 3, η οποία καταγράφεται στις 22:00. Αντίθετα, στην περιαστική περιοχή οι τιμές παρουσιάζουν ανοδική τάση μετά τις 17:00 και φτάνουν στην ανώτατη τιμή των 2,68 x10-5 cm 2 /cm 3 γύρω στις 20:30. Τις υπόλοιπες ώρες οι τιμές κυμαίνονται γύρω στο 1,65 x10-5 cm 2 /cm 3. Για μια ακόμη φορά υπάρχει μια μικρή χρονική διαφοροποίηση στην εκδήλωση του φαινομένου η οποία όμως κρίνεται ασήμαντη. Τέλος για τη θερινή περίοδο, και συγκεκριμένα για την αστική περιοχή, οι τιμές κυμαίνονται στα 2,31 x10-5 cm 2 /cm 3 με την άνοδο να ξεκινά στις 4:00 και να καταγράφει την ανώτατη τιμή 2,69 x10-5 cm 2 /cm 3 στις 9:00. Ενώ στην περιαστική περιοχή, για την συγκεκριμένη χρονική περίοδο, η μέση τιμή κυμαίνεται στα 5,675 x10-6 cm 2 /cm 3, με την άνοδο 69

70 να ξεκινάει στις 4:00 και η ανώτατη τιμή να αγγίζει τα 9,08 x10-6 cm 2 /cm 3 στις 9:00. Όσον αφορά τη σύγκριση των μέσων τιμών επιφάνειας σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder αλλά και χωρίς τη χρήση του, παρατηρείται ότι ο μέσος όρος για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, βρίσκεται στην ανώτατη τιμή της, στα 4,56 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα1,61 x10-5 cm 2 /cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο ο μέσος όρος, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 2,28 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 1,17 x10-5 cm 2 /cm 3. Επιπροσθέτως για την περιαστική περιοχή, ο μέσος όρος επιφάνειας σωματιδίων, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, είναι αρκετά μικρότερος του αντίστοιχου της αστικής περιοχής, δηλαδή στα 1,74 x10-5 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή περιορίζεται στα 2,41 x10-6 cm 2 /cm 3. Την καλοκαιρινή περίοδο η μέση τιμή, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, αγγίζει τα 5,91 x10-6 cm 2 /cm 3 ενώ με τη χρήση του η τιμή πέφτει στα 1,10 x10-6 cm 2 /cm Κατανομή Μεγέθους Στη συνέχεια παρατίθεται η σύγκριση κατανομών συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων με τη χρήση του Thermodenuder, αλλά και χωρίς τη χρήση του. Παρατηρείται ότι, για την αστική περιοχή, και συγκεκριμένα για τη χειμερινή περίοδο, η καμπύλη των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, παρουσιάζει τις μεγαλύτερες τιμές προς τα αριστερά, δηλαδή προς τα μικρότερης διαμέτρου σωματίδια. Η ανώτατη τιμή της φτάνει τα 3,74 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 35,9 nm. Στον αντίποδα, η χρήση του Thermodenuder απομονώνει την καταγραφή των πτητικών και ημι-πτητικών ενώσεων, με αποτέλεσμα η καμπύλη να μετακινείται πιο δεξιά, προς μεγαλύτερες διαμέτρους σωματιδίων και η ανώτατη τιμή του αριθμού συγκέντρωσης σωματιδίων να καταγράφεται στα 2,08 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 57,3 nm. Το αποτέλεσμα της μέτρησης κρίνεται φυσιολογικό καθώς με τη χρήση του Thermodenuder απομονώνονται τα μικροσκοπικής διαμέτρου σωματίδια, όπως χαρακτηρίζονται οι πτητικές και ημι-πτητικές ενώσεις, με αποτέλεσμα να μειώνεται η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων και παράλληλα να καταγράφονται οι συγκεντρώσεις αριθμού μεγαλύτερης διαμέτρου σωματιδίων. Όσον αφορά την καλοκαιρινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder η καμπύλη της συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων ελαττώνεται σε σχέση με την αντίστοιχη της χειμερινής περιόδου, με την ανώτερη τιμή της να αγγίζει τα 3,04 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 44,5 nm, ενώ συνάμα η καμπύλη μετακινείται δεξιότερα. Το συμπέρασμα που βγαίνει είναι οτι η συγκέντρωση αριθμού σωματιδίων είναι μικρότερη το καλοκαίρι έναντι του χειμώνα ενώ παράλληλα τα σωματίδια είναι μεγαλύτερης διαμέτρου. Αυτό αποδεικνύει περίτρανα οτι οι πηγές ρύπανσης το χειμώνα, όπως οι εστίες καύσης για θέρμανση παράγουν, σε τεράστιες ποσότητες, μικρότερης διαμέτρου σωματίδια, τα οποία είναι και πιο βλαβερά για την ανθρώπινη υγεία. Επίσης οι κινητήρες Diesel το χειμώνα ευνοούν το σχηματισμό μικροσκοπικών σωματιδίων αφού χρειάζονται περισσότερο χρονικό διάστημα προθέρμανσης. Μέχρι τότε εξαιτίας της ψυχρής εκκίνησης (cold start) των συγκεκριμένων κινητήρων αποδεσμεύονται μεγάλες ποσότητες πτητικών ενώσεων. Σε αντίθεση με το καλοκαίρι όπου οι πηγές ρύπανσης περιορίζονται μόνο στις μηχανές εσωτερικής καύσης Diesel, οι οποίες απελευθερώνουν, σε μικρότερες ποσότητες πτητικές ενώσεις, εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών της εποχής, βάση της οποίας οι συγκεκριμένοι κινητήρες απαιτούν μικρότερο χρόνο προθέρμανσης. Τέλος η κατανομή που αφορά τις μετρήσεις για το καλοκαίρι, με τη χρήση του Thermodenuder, και για την ίδια περιοχή, η ανώτατη τιμή σημειώνεται στο 1,46 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 91,4 nm, η οποία είναι η κατώτερη τιμή του διαγράμματος, ενώ βρίσκεται δεξιότερα όλων των προηγούμενων κατανομών, κάτι απόλυτα φυσιολογικό για τους λόγους που περιγράφηκαν παραπάνω. Συνεχίζοντας τη σύγκριση, για τις μετρήσεις συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, για την περιαστική περιοχή, παρατηρείται σημαντική πτώση των τιμών έναντι της αστικής περιοχής, κάτι αναμενόμενο εξαιτίας της γεωγραφικής θέσης του σταθμού μέτρησης, η οποία βρίσκεται μακριά από τις πηγές ρύπανσης και συγκεκριμένα μακριά από δρόμους πυκνής κυκλοφορίας. Συγκεκριμένα για τη χειμερινή περίοδο, χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, η 70

71 ανώτατη τιμή αγγίζει το 1,66 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 71 nm. H κατανομή με χρήση του Thermodenuder, παρουσιάζει ανώτατη τιμή 5,81 x10 3 #/cm 3 και η τιμή αυτή καταγράφεται με σωματίδια 44,5 nm. Αν και φαινομενικά αποτελεί παράδοξο το γεγονός ότι με τη χρήση του Thermodenuder, παρόλο που απομονώνονται οι πτητικές ενώσεις και ημιπτητικές ενώσεις, οι ανώτατες τιμές να καταγράφονται σε μικρότερης διαμέτρου σωματίδια, σε σχέση με τις μετρήσεις χωρίς τη χρήση του, παρόλαυτα είναι αποδεκτό οτι οι μετρήσεις παρουσιάζουν μικρές συγκεντρώσεις αριθμού σωματιδίων, άρα και μικρότερη ποσότητα μετρούμενου δείγματος κι επίσης τα φαινόμενα αραίωσης και μεταφοράς φαίνεται να λειτούργησαν προς αυτή την κατεύθυνση. Ως γνωστό, τα μεγάλης διαμέτρου σωματίδια είναι πιο δύσκολο να μεταφερθούν με τον άνεμο, από ότι τα μικρότερης διαμέτρου με αποτέλεσμα οι πτητικές ενώσεις που παράγονται στην αστική περιοχή, μεταφέρονται με τη βοήθεια του ανέμου ευκολότερα προς την περιαστική περιοχή, σε αντίθεση με τα μεγαλύτερης διαμέτρου σωματίδια που είναι βαριά και είναι αδύνατη η μεταφορά τους. Αυτός είναι ο βασικός λόγος καταγραφής συγκεντρώσεων μικροσκοπικών σωματιδίων στη συγκεκριμένη περιοχή, αφού ο σταθμός περιοχής είναι απομακρυσμένος από δρόμους πυκνής κυκλοφορίας. Ταυτόχρονα όμως αποδεικνύεται ότι οι πτητικές ενώσεις και ημι-πτητικές ενώσεις υπάρχουν σε ένα μεγάλο ποσοστό στη συγκεκριμένη γεωγραφική θέση, κάτι το οποίο επηρεάζει την ποιότητα του αερολύματος, καθώς τα φαινόμενα αραίωσης επηρεάζουν τη μέτρηση, αφού οι πτητικές ενώσεις απομακρύνονται, ενώ τα μεγαλύτερης διαμέτρου σωματίδια μένουν στη συγκεκριμένη περιοχή [16]. Όσον αφορά την καλοκαιρινή περίοδο, για την ίδια περιοχή, για μετρήσεις χωρίς τη χρήση του Thermodenuder, η ανώτατη τιμή περιορίζεται στο 1,04 x10 4 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 35,9 nm, σε αντίθεση με την κατανομή για την ίδια χρονική περίοδο, με τη χρήση του Thermodenuder, όπου η ανώτερη τιμή ελαττώνεται στο 2,90 x10 3 #/cm 3 με διάμετρο σωματιδίων 44,5 nm. Τα συμπεράσματα που εξάγονται είναι παρόμοια με αυτά της χειμερινής περιόδου καθώς κι εδώ τα αποτελέσματα οφείλονται στα φαινόμενα αραίωσης και μεταφοράς. 4.2 Συσχέτιση Οργάνων Συγκέντρωση Μάζας Επιφάνειας Μέσα απο τους καταγεγραμμένα καλούς συσχετισμούς ενισχύονται όλα τα παραπάνω συμπεράσματα, αφού οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν με τα 3 όργανα μέτρησης παρουσιάζουν αναλογικές αυξήσεις. Αναφορικά μέσα από το διάγραμμα συσχετισμού μεταξύ μάζας επιφάνειας σωματιδίων, για την αστική περιοχή και για τη χειμερινή περίοδο, παρατηρείται ότι όσο αυξάνεται η συγκέντρωση επιφάνειας των σωματιδίων ταυτόχρονα αυξάνεται και η συγκέντρωση μάζας των σωματιδίων κάτι που ενισχύει την αξιοπιστία των μετρήσεων. Ταυτόχρονα για την ίδια περιοχή, αλλά για τη θερινή περίοδο, ο καλός συσχετισμός πηγάζει, μέσα από αναλογική αύξηση της μάζας των σωματιδίων με τις τιμές επιφάνειάς τους. Όσον αφορά για την περιαστική περιοχή, για τη χειμερινή περίοδο, η αναλογική αύξηση εξακολουθεί να υπάρχει, όπως και για τη θερινή περίοδο με μόνη διαφορά στο περιορισμένο εύρος της σωματιδιακής μάζας, κάτι φυσιολογικό για την τοποθεσία δειγματοληψίας Συγκέντρωση Μάζας - Αριθμού Συνεχίζοντας με τους συσχετισμούς μάζας συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων, για την αστική περιοχή, το χειμώνα η αύξηση της μάζας των σωματιδίων είναι ανάλογη με την αύξηση της συγκέντρωσης αριθμού σωματιδίων. Ο συντελεστής διασποράς R 2 συνεχίζει να βρίσκεται σε καλά επίπεδα κοντά στη μονάδα. Το ίδιο ισχύει και για τη θερινή περίοδο. Τέλος για την περιαστική περιοχή, εξακολουθεί να υπάρχει καλή συσχέτιση που πηγάζει από την αναλογική αύξηση, τόσο για τη χειμερινή περίοδο, όσο και για τη θερινή περίοδο. 71

72 Όλα τα παραπάνω οδηγούν στο ασφαλές συμπέρασμα, ότι τη χειμερινή περίοδο, οι εστίες καύσης για θέρμανση, οι οποίες εξαιτίας της φύσης της καυσίμου ύλης που χρησιμοποιούν π.χ. πετρέλαιο, ξύλα, πέλλετ, εκπέμπουν ανεξέλεγκτα μεγάλες ποσότητες σωματιδιακής μάζας ποικίλων διαστάσεων. Σε αυτό συμβάλλει η ελλειπής συντήρηση καθώς και η απουσία καταλύτη και ειδικών φίλτρων σε διάφορες κατασκευές θέρμανσης π.χ. τζάκια. Ταυτόχρονα οι μηχανές εσωτερικής καύσης Diesel, επηρεάζουν αρνητικά τις συγκεντρώσεις σωματιδίων, καθώς το χειμώνα λόγω χαμηλών θερμοκρασιών απαιτείται μεγαλύτερος χρόνος για προθέρμανση του κινητήρα. Σε αυτή την περίοδο οι εκπομπές σωματιδίων είναι αρκετά υψηλές. Όλα αυτά σε συνδυασμό με την ελλειπή συντήρηση τους ή εξαιτίας της παλαιάς τεχνολογίας τους σε κάποιες απο αυτές, η οποία δεν συμβαδίζει με τις νέες αντιρρυπαντικές τεχνολογίες συνηγορούν στην αύξηση της σωματιδιακής ρύπανσης. Αντιθέτως κατά τη θερινή περίοδο, οι εστίες καύσης για θέρμανση απουσιάζουν, ενώ οι μηχανές εσωτερικής καύσης Diesel εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών προθερμαίνονται γρήγορα. Γι αυτό το λόγο η σωματιδιακή ρύπανση είναι μικρότερη έναντι της χειμερινής περιόδου. 72

73 5. Βιβλιογραφία [1] Μελάς, Δ. (2004). Φυσική ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος. Διδακτικές Σημειώσεις, Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Τμήμα φυσικής Α.Π.Θ., 62 σελ. [2] [3] [4] [5]- [6] Βαρφή, Μ. (2009). Συνοπτική και δυναμική μελέτη των θερμών και ψυχρών εισβολών στον ευρύτερο Ελλαδικό χώρο. Διδακτορική διατριβή, Τομέας Μετεωρολογίας και Κλιματολογίας, Α.Π.Θ. [7]- Flocas, H., Kelessis, Α., Helmis, C., Petrakakis, M., Zoumakis, M., and Pappas, K. (2008). Synoptic and local scale atmospheric circulation associated with air pollution episodes in an urban Mediterranean area. Theor. App.l Climatol., 95, [8]- Ζερεφός, Χ. (2001). Μαθήματα φυσικής της ατμόσφαιρας και φυσικής του περιβάλλοντος. Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Υπηρεσία Δημοσιευμάτων, 400 σελ. [9]- [10]- Kόλλια Πολυξένη, Μελέτη Σωματιδιακής Ρύπανσης Στη Περιοχή Της Θεσσαλονίκης, 2012, Σημειώσεις, Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας, Τμήμα φυσικής Α.Π.Θ. [11]- Model DMM-230A User Manual Ver. 2.0, Copyright Dekati Ltd [12]- Hinds, W. C.,Aerosol technology: Properties, behavior, and measurement of airborne particles, New York, Wiley-Interscience, [13]- Model 3936 SMPS User Manual, P/N , Revision M, April 2008, CPC Theory. [14]- Model DEKATI THERMODENUDER User Manual, Copyright Dekati Ltd [15]- Leonidas Ntziachristos, Barouch Giehaskel, Jurki Ristimaki, Jorma Keskinen.Use of a corona charger for the characterization of automotive exhaust aerosol. a-laboratory of Applied Thermodynamics, Mechanical Engineering Department, Aristotle University Thessaloniki, P.O. Box 458, GR Thessaloniki, Greece, b-aerosol Physics Laboratory, Institute of Physics, Tampere University of Technology, P.O. Box 692, FIN Tampere, Finland. [16]- Βασσάλος Λ. Σωματιδιακή ρύπανση στη Θεσσαλονίκη,

74 6. ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ 6.1 Σύγκριση 24ωρων Κατανομών Συγκεντρώσεων Μάζας Σωματιδίων Αστική Περιοχή Παρακάτω παρατίθεται διάγραμμα συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου για τη χειμερινή περίοδο για διάφορες ημέρες, για το σταθμό Εγνατίας. Εύκολα διαπιστώνεται έξαρση των συγκεντρώσεων τις βραδυνές ώρες. Αμέσως μετά τα μεσάνυχτα οι συγκεντρώσεις ελλατώνονται μέχρι να έρθει το πρωί. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός οτι οι συγκεντρώσεις είναι σχετικά αυξημένες όλες τις ημέρες της εβδομάδας, κάτι το οποίο αντικατοπτρίζει τη σπουδαιότητα που έχουν οι συνήθειες των ανθρώπων σε σχέση με τις υψηλές τιμές συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας. Σε αντίθεση με τη χειμερινή περίοδο, στη θερινή περίοδο παρατηρείται έξαρση των συγκεντρώσεων τις πρωινές ώρες Κατανομή συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου. 74

75 6.1.2 Κατανομή συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου. Περιαστική Περιοχή Όσον αφορά τις μετρήσεις σωματιδιακής μάζας κατά τη διάρκεια της ημέρας για τη χειμερινή περίοδο για διάφορες ημέρες, για το σταθμό Επταπυργίου οι μέγιστες συγκεντρώσεις μετατοπίζονται, ελαφρώς λίγες ώρες πριν τα μεσάνυχτα. Η τάση των συγκεντρώσεων είναι παρόμοια για όλες τις ημέρες της εβδομάδας και δεν υπάρχει κάποια μέρα που να ξεχωρίζει για τις τιμές της. Τη θερινή περίοδο οι συγκεντρώσεις μειώνονται αισθητά έναντι της χειμερινής περιόδου κι έχουν σταθερή τάση κατά τη διάρκεια της ημέρας. 75

76 6.1.3 Κατανομή συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. 76

77 6.1.4 Κατανομή συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό Επταπυργίου, θερινής περιόδου. 6.2 Σύγκριση 24ωρων Κατανομών Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Αστική Περιοχή Στη συνέχεια παρατίθεται η κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων κατά τη διάρκεια της ημέρας, για τη χειμερινή περίοδο, για διάφορες ημέρες, από το σταθμό Εγνατίας. Στην παρούσα κατανομή οι υψηλότερες συγκεντρώσεις καταγράφονται τις βραδυνές ώρες. Αμέσως μετά τα μεσάνυχτα οι συγκεντρώσεις ελλατώνονται. Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός οτι οι συγκεντρώσεις είναι σχετικά αυξημένες όλες τις ημέρες της εβδομάδας κάτι το οποίο αντικατοπτρίζει τη σπουδαιότητα που έχουν οι συνήθειες των ανθρώπων. Σε αντίθεση με τη χειμερινή περίοδο, στη θερινή περίοδο παρατηρείται έξαρση των συγκεντρώσεων τις πρωινές ώρες. Εντούτοις οι τιμές τους βρίσκονται σε χαμηλότερα επίπεδα σε σχέση με της χειμερινής περιόδου. 77

78 6.2.1 Κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου. 78

79 6.2.2 Κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου. Περιαστική Περιοχή Όσον αφορά τις μετρήσεις συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων κατά τη διάρκεια της ημέρας, για τη χειμερινή περίοδο, για διάφορες ημέρες, από το σταθμό Επταπυργίου, οι μέγιστες συγκεντρώσεις παρουσιάζονται επίσης τις βραδυνές ώρες. Η τάση των συγκεντρώσεων είναι παρόμοια για όλες τις ημέρες της εβδομάδας και δεν υπάρχει κάποια μέρα που να ξεχωρίζει για τις τιμές της. Τη θερινή περίοδο, οι συγκεντρώσεις μειώνονται αισθητά έναντι της χειμερινής περιόδου κι έχουν σταθερή τάση κατά τη διάρκεια της ημέρας. 79

80 6.2.3 Κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. 80

81 6.2.4 Κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, θερινής περιόδου. 6.3 Σύγκριση 24ωρων Κατανομών Συγκεντρώσεων Επιφάνειας Σωματιδίων Αστική Περιοχή Η κατανομή των συγκεντρώσεων επιφάνειας σωματιδίων για τη χειμερινή περίοδο, από το σταθμό Εγνατίας, παρουσιάζει υψηλά μέγιστα τις βραδυνές ώρες. Αμέσως μετά τα μεσάνυχτα οι συγκεντρώσεις ελλατώνονται. Είναι γεγονός οτι οι συγκεντρώσεις, για πολλοστή φορά είναι σχετικά αυξημένες όλες τις ημέρες της εβδομάδας, κάτι το οποίο αντικατοπτρίζει τη σπουδαιότητα που έχουν οι συνήθειες των ανθρώπων. Σε αντίθεση με τη χειμερινή περίοδο, στη θερινή περίοδο παρατηρείται έξαρση των συγκεντρώσεων τις πρωινές ώρες. Εντούτοις οι τιμές τους βρίσκονται σε χαμηλότερα επίπεδα σε σχέση με της χειμερινής περιόδου. 81

82 6.3.1 Κατανομή συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου. 82

83 6.3.2 Κατανομή συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου. Περιαστική Περιοχή Όσον αφορά τις μετρήσεις συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, κατά τη διάρκεια της ημέρας, για τη χειμερινή περίοδο, για διάφορες ημέρες, από το σταθμό Επταπυργίου, η κατανομή παρουσιάζει αυξημένες τιμές τις βραδυνές ώρες και λιγότερο αυξημένες τις πρωινές ώρες ενώ τη θερινή περίοδο οι υψηλότερες τιμές καταγράφονται το πρωί. Για μια ακόμη φορά αξίζει να τονιστεί οτι οι τιμές κατά τη θερινή περίοδο είναι μικρότερες έναντι της χειμερινής περιόδου. 83

84 6.3.3 Κατανομή συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. 84

85 6.3.4 Κατανομή συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, θερινής περιόδου. 85

86 6.4 Διαγράμματα Μέσων Ημερήσιων Συγκεντρώσεων Μάζας Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Παρακάτω παρατίθενται διαγράμματα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας με χρήση Thermodenuder. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό της Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, χειμερινής περιόδου. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό της Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, θερινής περιόδου. 86

87 Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό του Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, χειμερινής περιόδου. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων σωματιδιακής μάζας, από το σταθμό του Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, θερινής περιόδου. 6.5 Διαγράμματα Μέσων Ημερήσιων Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder 87

88 Στη συνέχεια παρατίθενται διαγράμματα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, με χρήση Thermodenuder. Εικόνα Γράφημα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 88

89 Εικόνα Γράφημα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα μέσων ημερήσιων συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 6.6 Διαγράμματα Ημερήσιων Συγκεντρώσεων Μέσης Γεωμετρικής Διαμέτρου Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder 89

90 Στη συνέχεια παρατίθενται διαγράμματα ημερήσιων συγκεντρώσεων μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, με χρήση Thermodenuder. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων συγκεντρώσεων μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων συγκεντρώσεων μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 90

91 Εικόνα Γράφημα ημερήσιων συγκεντρώσεων μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων συγκεντρώσεων μέσης γεωμετρικής διαμέτρου σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 91

92 6.7 Διαγράμματα Ημερήσιων Μέσων Συγκεντρώσεων Επιφάνειας Σωματιδίων Με Χρήση Thermodenuder Στη συνέχεια παρατίθενται διαγράμματα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, με χρήση Thermodenuder. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 92

93 Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για χειμερινή περίοδο. 93

94 Εικόνα Γράφημα ημερήσιων μέσων συγκεντρώσεων επιφάνειας των σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, με τη χρήση Thermodenuder, για θερινή περίοδο. 94

95 6.8 Σύγκριση Ημερήσιας Κατανομής Συγκεντρώσεων Αριθμού Σωματιδίων Με Τη Χρήση Thermodenuder Κατόπιν παρατίθεται ημερήσια κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου, για τη χειμερινή περίοδο, από το σταθμό Εγνατίας. Αστική Περιοχή Ημερήσια κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, χειμερινής περιόδου. Έπειτα παρατίθεται κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου, για τη θερινή περίοδο, από το σταθμό Εγνατίας. 95

96 6.8.2 Ημερήσια κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Εγνατίας, θερινής περιόδου. Στη συνέχεια παρατίθεται κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου, για τη χειμερινή περίοδο, από το σταθμό Επταπυργίου. Περιαστική Περιοχή 96

97 6.8.3 Ημερήσια κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων, από το σταθμό Επταπυργίου, χειμερινής περιόδου. Τέλος παρατίθεται κατανομή συγκεντρώσεων αριθμού σωματιδίων με τη χρήση Thermodenuder κατά τη διάρκεια ενός 24ώρου, για τη θερινή περίοδο, από το σταθμό Επταπυργίου. 97