Variation of PM10 mass and aerosol number concentrations in Šiauliai

Abstract

The urban environment is distinguished by higher aerosol and gaseous pollutant concentrations than those in rural areas. A study of aerosol pollutant behavior was performed in an industrial Lithuanian city of Šiauliai. The PM₁₀ mass concentration and meteorological parameter monitoring data were analysed. The aerosol number concentration was measured during a 10‐day experiment in Šiauliai. Analysis of PM₁₀ showed that the workdays‐weekends phenomenon in the PM₁₀ mass concentration distribution was prevailing. The PM₁₀ mass concentration on workdays was higher in comparison with the concentration at weekends, 24,6 μg/m³ and 21 μg/m³, respectively. Clear PM₁₀ mass concentration dependence on the wind parameters (speed and direction) was found. Linear relationship between aerosol number and PM₁₀ mass concentrations was found at a high particle number concentration (more than 18000 cm⁻³). PM₁₀ level in Šiauliai was defined as a sum of three sources: regional background, urban background and local sources. Contribution of these sources to the total PM₁₀ mass concentration was estimated to be 36 %, 30 % and 34 %, respectively, during June‐October of 2005.

PM₁₀ masinės ir aerozolio skaitinės koncentracijų kitimai Šiauliuose

Santrauka. Remiantis Valstybinio oro monitoringo duomenimis, gautais Šiaulių stotyje, atlikta PM10 masinės koncentracijos pokyčių analizė. Papildomo eksperimento metu lygiagrečiai matuota aerozolio (d > 0,4 µm) skaitinė koncentracija Šiauliuose. PM₁₀ koncentracijos analizė parodė, kad per savaitę ji kito, t. y. buvo nustatytas savaitgalio efektas. Vidutinė PM10 masinė koncentracija darbo dienomis buvo didesnė, palyginti su koncentracija savaitgaliais, atitinkamai 24,6 µg/m³ ir 21 µg/m³ . Nustatytas ryšys tarp PM10 masinės koncentracijos ir vėjo parametrų (greičio ir krypties). Parodyta, kad prietaisai, esantys šioje stotyje, dėl jos specifinės padėties neregistruoja vėjo ir kartu PM₁₀ koncentracijos 360^o –30o krypties. Nustatytas tiesinis ryšys tarp aerozolio skaitinės ir PM10 masinės koncentracijos, kai aerozolio skaitinė koncentracija viršija 18 000 dalelių/cm³ . Gauta, kad, padidėjus aerozolio skaitinei koncentracijai 1000 dalelių/cm³ , PM10 masinė koncentracija išauga apytikriai 1,7 µg/m³ . PM₁₀ lygis Šiauliuose gali būti charakterizuotas kaip trijų šaltinių suma: regiono foninio, miesto foninio ir vietinio. 2005 m. birželio–spalio mėn. šių šaltinių indėlis į PM₁₀ koncentracijos lygį buvo įvertintas apytikriai atitinkamai 36 %, 30 % ir 34 %.

Reikšminiai žodžiai: PM10, aerozolio skaitinė koncentracija, savaitgalio efektas, dieniniai svyravimai, savaitiniai svyravimai, PM10 šaltiniai.

Изменение массовой и счетной концентрации аэрозоля PM10 в Шяуляй

Резюмe. Проведён aнализ массовой концентрации PM₁₀. Счётная концентрация аэрозоля была измерена в течение десятидневного эксперимента. Анализ показал изменения в распределении массовой концентрации PM10 в течение недели. Средняя массовая концентрация PM₁₀ в течение рабочих дней была выше (24,6 мкг/м³ ) по сравнению с концентрацией в выходные дни (21 мкг/м³ ). Была найдена отчетливая cвязь между массовой концентрацией PM10 и параметрами ветра (скоростью и направлением). Выявлено линейнoe соотношениe между счётной концентрацией аэрозоля и массовой концентрацией PM₁₀ при высокой концентрации частицы (больше 18 000 частиц/cм ³). Уровень концентрации PM₁₀ в Шяуляй был определен как сумма трех источников: регионального, городского и местного. Вклад источников в общую массовую концентрацию PM10 составил 36 %, 30 % и 34 % в течение июня–октября 2005 года.

Ключевые слова: PM₁₀, cчётная концентрация аэрозоля, эффект конца недели, cyточное изменение, недельное изменение, источники PM_10.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : PM10, aerosol number concentration, weekend effect, daily variation, weekly variation, PM10 sources