Том 36, номер 06, статья № 5

Аннотация:

Представлен подход, основанный на совокупности методов (статистических, микроскопических, верификационных) анализа данных, полученных с применением аэрозольных сенсоров, диффузионного аэрозольного спектрометра, прибора для отбора проб воздуха, а также оптического микроскопа в составе анализатора структуры твердых тел. Установлено, что такой подход позволяет выполнить комплексное исследование фракционного состава аэрозольных частиц и массовой концентрации аэрозоля РМ_2,5. При этом дорогостоящее оборудование используется для проведения верификации средств измерения, относящихся к экономичному ценовому сегменту, и не требуется для непрерывного использования. Сопоставление результатов измерений использованными приборами продемонстрировало согласованный ход данных и высокий уровень коэффициента корреляции (значение R варьировалось от 0,92 до 0,98). Полученные результаты подтверждают возможность создания сети аэрозольного мониторинга для крупной городской агломерации при относительно небольших финансовых затратах.

Ключевые слова:

атмосферный аэрозоль, частицы РМ2,5, массовая концентрация, фракционный состав, микроскопия

Список литературы:

1. Climate Change 2021: The Physical Science Basis / V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani [et al.] (eds.) // Contribution of working group I to the sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. WMO, 2021. 31 p.
2. Asmi A., Wiedensohler A., Laj P., Fjaeraa A.-M., Sellegri K., Birmili W., Weingartner E., Baltensperger U., Zdimal V., Zikova N., Putaud J.-P., Marinoni A., Tunved P., Hansson H.-C., Fiebig M., Kivekäs N., Lihavainen H., Asmi E., Ulevicius V., Aalto P.P., Swietlicki E., Kristensson A., Mihalopoulos N., Kalivitis N., Kalapov I., Kiss G., de Leeuw G., Henzing B., Harrison R.M., Beddows D., O'Dowd C., Jennings S.G., Flentje H., Weinhold K., Meinhardt F., Ries L., Kulmala M. Number size distributions and seasonality of submicron particles in Europe 2008–2009 // Atmos. Chem. Phys. 2011. V. 11, N 11. P. 5505–5538.
3. Freutel F., Schneider J., Drewnick F., von der Weiden-Reinmüller S.-L., Crippa M., Prévôt A.S.H., Baltensperger U., Poulain L., Wiedensohler A., Sciare J., Sarda-Estève R., Burkhart J.F., Eckhardt S., Stohl A., Gros V., Colomb A., Michoud V., Doussin J.F., Borbon A., Haeffelin M., Morille Y., Beekmann M., Borrmann S. Aerosol particle measurements at three stationary sites in the megacity of Paris during summer 2009: Meteorology and air mass origin dominate aerosol particle composition and size distribution // Atmos. Chem. Phys. 2013. V. 13, N 2. P. 933–959.
4. Гинзбург А.С., Губанова Д.П., Минашкин В.М. Влияние естественных и антропогенных аэрозолей на глобальный и региональный климат // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 5. С. 112–119.
5. Song Z., Fu D., Zhang X., Wu Y., Xia X., He J., Han X., Zhang R., Che H. Diurnal and seasonal variability of PM_2.5 and AOD in North China Plain: Comparison of MERRA-2 products and ground measurements // Atmos. Environ. 2018. V. 191. P. 70–78.
6. Губанова Д.П., Виноградова А.А., Иорданский М.А., Скороход А.И. Временные вариации состава атмо­сферного аэрозоля в Москве весной 2020 года // Изв. РАН. Физ. атмосф. и океана. 2021. Т. 57, № 3. С. 334–348.
7. Gulyaev E., Antonov K., Markelov Y., Poddubny V., Shchelkanov A., Iurkov I. Short-term effect of COVID-19 lockdowns on atmospheric CO₂, CH₄, and PM_2.5 concentrations in urban environment // Int. J. Environ. Sci. Te. 2023. V. 20, N 5. P. 1–12.
8. McMurry P.H. A review of atmospheric aerosol measurements // Atmos. Environ. 2000. V. 34, N 12–14. P. 1959–1999.
9. Aerosol measurement: Principles, techniques, and applications / P. Kulkarni, P.A. Baron, K. Willeke (eds.). Hoboken: John Wiley & Sons, 2011. 888 p.
10. Щелканов А.А., Коваленко М.А., Купряжкин А.Я., Маркелов Ю.И., Поддубный В.А., Гадельшин В.М. Первые результаты исследования образцов атмосферного аэрозоля Среднего Урала методом масс-спектрометрии вторичных ионов // Оптика атмосф. и океана. 2021. Т. 34, № 6. С. 414–420; Shchelkanov A.A., Kovalenko M.A., Kupryazhkin A.Ya., Markelov Yu.I., Poddubny V.A., Gadelshin V.M. First results of the study of particulate matter samples from the Middle Urals with the use of secondary ion mass spectrometry // Atmos. Ocean. Opt. 2021. V. 34, N 5. P. 400–405.
11. Nakayama T., Matsumi Y., Kawahito K., Watabe Y. Development and evaluation of a palm-sized optical PM_2.5 sensor // Aerosol Sci. Tech. 2018. V. 2, N 1. P. 2–12.
12. Осипов Ю.С., Кравец С.Л. Большая российская энциклопедия. Т. 29. М.: Большая Российская Энциклопедия, 2015. 766 с.
13. Mostafa M.Y.A., Khalaf H.N.B., Zhukovsky M. Attachment rate characteristics of different wide used aerosol sources in indoor air // J. Environ. Health Sci. 2021. V. 19, N 1. P. 867–879.
14. Руководство по эксплуатации МПТР. 407232.001 РЭ. Спектрометр диффузионный аэрозольный ДАС 2702-М. М.: АэроНаноТех, 2016. 22 с.
15. Dubtsov S., Ovchinnikova T., Valiulin S., Chen X., Manninen H.E., Aalto P.P., Petäjä T. Laboratory verification of aerosol diffusion spectrometer and the application to ambient measurements of new particle formation // J. Aerosol Sci. 2017. V. 105. P. 10–23.
16. Руководство по эксплуатации ЦАРП 30.00.00.000 РЭ. Прибор для отбора проб воздуха ПА-300М-1,2. Екатеринбург: Экотех-УРАЛ, 2003. 15 с
17. Анализатор SIAMS 800. М., 2022. URL: https:// siams.com/siamss800/ (дата обращения: 10.08.2022).
18. Sayahi T., Butterfield A., Kelly K.E. Long-term field evaluation of the Plantower PMS low-cost particulate matter sensors // Environ. Pollut. 2019. V. 245. P. 932–940.
19. Nguyen C.D.T., To H.T. Evaluating the applicability of a low-cost sensor for measuring PM_2.5 concentration in Ho Chi Minh city, Viet Nam // Sci. Technol. Dev. J. 2019. V. 22, N 3. P. 343–347.
20. Азаров В.Н., Кузьмичев А.А., Николенко Д.А., Васильев А.Н., Козловцева Е.Ю. Исследование дисперсного состава пыли городской среды // Вестн. МГСУ. 2020. Т. 15, № 3. С. 432–442.
21. Тихонова И.В., Землянова М.А., Кольдибекова Ю.В., Пескова Е.В., Игнатова А.М. Гигиеническая оценка аэрогенного воздействия взвешенных веществ на заболеваемость детей болезнями органов дыхания в зоне влияния выбросов металлургического производства // Анализ риска здоровью. 2020. № 3. С. 61–69.
22. Deshmukh D.K., Deb M.K., Verma D., Verma S.K., Nirmalkar J. Aerosol size distribution and seasonal variation in an urban area of an industrial city in Central India // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 2012. V. 89, N 5. P. 1098–1104.