Μελέτη της συγκέντρωσης των αιωρούμενων σωματιδίων (PM2.5) και του όζοντος (O3) στην περιοχή του Ρίου

• Κύριος συγγραφέας: Διάκου, Αδαμαντία
• Άλλοι συγγραφείς: Παπαευθυμίου, Ελένη
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2016
• Θέματα: Ατμοσφαιρική ρύπανση; Αιωρούμενα σωματίδια; Όζον (O3); Μαύρος άνθρακας (BC); Φασματομετρία μαζών επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS); Ρίο Αχαίας; Air pollution; Particulate matters; PM2.5; Ozone (O3); Black carbon (BC); Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS); Rion; 577.276

Τις τελευταίες δεκαετίες η ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί ένα από τα βασικά αντικείμενα μελέτης της παγκόσμιας επιστημονικής κοινότητας. Στην Ελλάδα έχει παρατηρηθεί αύξηση των επιπέδων των ρύπων της ατμόσφαιρας τα τελευταία χρόνια. Έτσι, η παρακολούθηση, η μελέτη και η προσπάθεια για την εύρεση αποτελεσματικών λύσεων στο πρόβλημα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης κρίνονται αναγκαία. Ειδικότερα, τα αιωρούμενα σωματίδια (PM) είναι ένας από τους πιο σημαντικούς ρύπους της ατμόσφαιρας. Έχει παρατηρηθεί ότι τα επίπεδα συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων, κάτω από την επήρεια ορισμένων συνθηκών, μπορούν να ξεπεράσουν τα όρια που έχουν θεσπιστεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Ακόμη, εξαιτίας των επιπτώσεων που έχουν στο περιβάλλον, αλλά κυρίως λόγω των προβλημάτων που επιφέρουν στην ανθρώπινη υγεία, η παρακολούθηση των επιπέδων συγκέντρωσής τους, αλλά και η μελέτη των χαρακτηριστικών τους αποτελεί αντικείμενο πολλών ερευνών. Επιπροσθέτως, το όζον (Ο3), μολονότι είναι ευεργετικό στην περιοχή της στρατόσφαιρας, στην τροπόσφαιρα είναι ο σημαντικότερος δευτερογενής ρύπος και μαζί με τα αιωρούμενα σωματίδια αποτελούν τους πιο επιβλαβείς ρύπους για την ανθρώπινη υγεία και το φυσικό οικοσύστημα και φέρουν σημαντική ευθύνη για τυχόν αλλαγές στο κλίμα της εκάστοτε περιοχής. Για όλους τους παραπάνω λόγους, η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία εστιάστηκε στη μελέτη των ΡΜ2.5 και του Ο3 στην περιοχή του Ρίου. Το μεγαλύτερο τμήμα της εργασίας αποτελεί η συλλογή λεπτόκοκκων δειγμάτων αιωρούμενων σωματιδίων (PM2.5), τα οποία θεωρούνται ως τα πιο επιβλαβή για τον άνθρωπο, καθώς εισχωρούν βαθιά στους πνεύμονες. Η δειγματοληψία των PM2.5 πραγματοποιήθηκε στο χώρο του Πανεπιστημίου Πατρών (Ρίο) κατά τη διάρκεια των ετών 2013-14 και 2014-15. Εκτός από τις συγκεντρώσεις μάζας των ΡΜ2.5, προσδιορίστηκε και η συγκέντρωση του μαύρου άνθρακα (BC) στα ΡΜ2.5. Σε μέρος των συλλεγέντων δειγμάτων PM2.5 πραγματοποιήθηκε, επίσης στοιχειακή ανάλυση με φασματομετρία μαζών επαγωγικά συζευγμένου πλάσματος (ICP-MS). Η μέση συγκέντρωση μάζας των ΡΜ2.5 και του BC, για το έτος 2013-14, βρέθηκε ίση με 10 ± 4 και 0,8 ± 0,5 μg/m3, αντίστοιχα, ενώ οι συγκεντρώσεις των στοιχείων που προσδιορίστηκαν βρέθηκαν πολύ μικρότερες από εκείνες σε δείγματα ΡΜ2.5 από την Πάτρα. Μελετήθηκαν οι συσχετίσεις των συγκεντρώσεων των PM2.5 με τα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής και με τη βοήθεια της εξίσωσης της υπό συνθήκης πιθανότητας (CPF) αποκτήθηκαν πληροφορίες σχετικές με την κατεύθυνση από την οποία μπορεί να προέρχονται οι πηγές της ρύπανσης της περιοχής. Τα PM και BC παρουσίασαν θετική συσχέτιση μεταξύ τους καθ’όλη τη διάρκεια της δειγματοληψίας, γεγονός που δείχνει ότι πιθανώς έχουν κοινές πηγές. Ως πιθανές πηγές ρύπανσης προσδιορίστηκαν: η κίνηση οχημάτων (πλοίων, αυτοκινήτων), η πόλη της Πάτρας και οι διεργασίες καύσης. Ακόμη, μεταξύ των κοινών μηνών δειγματοληψίας των ετών 2013-14 και 2014-15 δεν εντοπίστηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά στις συγκεντρώσεις των PM2.5 ή του BC. Η μέση συγκέντρωση του O3 προσδιορίστηκε ίση με 35 ± 8 ppb, ενώ υπάρχουν ενδείξεις ότι η συγκέντρωσή του επηρεάζεται σημαντικά από ανέμους συγκεκριμένης διεύθυνσης. Τέλος, και για τους δύο ρύπους έγινε χρήση του OpenAir που έχει ως στόχο την παροχή χρήσιμων εργαλείων (όπως το R) για την ανάλυση των δεδομένων της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή διαγραμμάτων, όπως: ροδογράμματα ανέμου (wind rose), ροδογράμματα ρύπων (pollution rose) και πολικά διαγράμματα (polar plots), τα οποία φάνηκαν ιδιαίτερα χρήσιμα στην κατανόηση των μετεωρολογικών συνθηκών στην περιοχή, αλλά και στη σχέση μεταξύ των ρύπων και των συνθηκών αυτών. Από τα αποτελέσματα της έρευνας, δεν φαίνεται να υπάρχει σημαντική ρύπανση στην υπό μελέτη περιοχή. Τα επίπεδα των συγκεντρώσεων για τους δύο υπό εξέταση ρύπους, καθώς και των συγκεντρώσεων των As, Pb, Cd και Ni κυμάνθηκαν σε επίπεδα μικρότερα από τα θεσπισμένα από την Ευρωπαϊκή Ένωση επιτρεπτά όρια, χωρίς υπερβάσεις.