Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính chất dễ bay hơi của các hạt aerosol trong khí quyển trong các sự kiện hình thành hạt tại Pune, Ấn Độ
Tóm tắt
Các phép đo liên tục về phân bố kích thước của aerosol trong dải đường kính giữa 20,5–500 nm đã được thực hiện từ tháng 10 năm 2005 đến tháng 3 năm 2006 tại Pune (18°32′N, 73°51′E), Ấn Độ bằng cách sử dụng Máy đo kích thước hạt di động quét (SMPS). Độ bay hơi của các hạt aerosol trong khí quyển cũng đã được đo tại các nhiệt độ 40°, 125°, 175°, 300° và 350°C bằng hệ thống Thermodenuder–SMPS được ghép nối để xác định các phần trăm dễ bay hơi của aerosol. Các hạt aerosol trong các chế độ hình thành hạt, CCN và tích lũy được đặc trưng từ tỷ lệ phần trăm các hạt bị bay hơi ở các nhiệt độ 40°, 125°, 175°, 300° và 350°C. Nồng độ aerosol trung bình theo tháng đạt tối đa vào tháng 11 và dần dần giảm xuống mức tối thiểu vào cuối tháng 3. Sự biến thiên theo chu kỳ trong ngày của nồng độ aerosol giảm dần trong đêm và vào sáng sớm (0400–0800 giờ). Tuy nhiên, nồng độ đạt mức tối thiểu trong những biến thiên vào buổi trưa (1400–1600 giờ) do yếu tố thông gió cao hơn (sản phẩm của chiều cao pha trộn và tốc độ gió). Biến thiên theo chu kỳ trung bình nửa giờ của nồng độ số hạt aerosol cho thấy mức gia tăng khoảng 5 đến 10 lần mặc dù yếu tố thông gió ở mức cao trước 1200 giờ. Sự gia tăng đột ngột trong nồng độ aerosol này liên quan đến các điều kiện hiện tại cho các vụ hình thành hạt. Việc đo lường phần dễ bay hơi của aerosol trong môi trường cho thấy có một số lượng lớn các hạt dễ bay hơi cao trong chế độ Aitken vào buổi sáng và các phần dễ bay hơi của aerosol tại các nhiệt độ <150°C chủ yếu là clorua amoni và sulfat amoni, axit axetic và axit formic.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Burtscher H, Baltenspenger U, Bukowiecki, N, Cohn P, Huglin C and Mohr M 2001 Separation of volatile and non-volatile aerosol fractions by thermo-desorption: Instrumental development and applications; J. Aerosol Sci. 32 427–442.
Chate D M and Devara P C S 2005 Growth properties of sub-micron aerosols during cold season in India; Aerosol Air Qual. Res. 5(2) 1–14.
Chate D M and Pranesha T S 2004 Field measurements of sub-micron aerosol concentrations during cold season in India; Curr. Sci. 8(12) 1610–1613.
Douglas A O Y, Ma A, Sullivan B, Sierau K, Baumann R J and Weber 2003 Refinements to the particle-into-liquid sampler (PILS) for ground and airborne measurements of water soluble aerosol composition; Atmos. Environ. 37 1243–1259.
Hsu S A 2003 Monthly dispersion characteristics over the South China Sea for air quality modeling; Pure Appl. Geophys. 160 349–355.
Huffman J A, Ziemann P J, Jayne J T, Worsnop D R and Jimenez J L 2008 Development and characterization of a fast-stepping/scanning thermodenuder for chemically-resolved aerosol volatility measurements; Aerosol Sci. Technol. 42 395–407.
Huffman J A, Docherty K S, Aiken A C, Cubison M J, Ulbrich I M, DeCarlo P F, Sueper D, Jayne J T, Worsnop D R, Ziemann P J and Jimenez J L 2009 Chemically-resolved aerosol volatility measurements from two megacity field studies; Atmos. Chem. Phys. 9 7161–7182.
Ishizaka Y and Adhikari M 2003 Composition of cloud condensation nuclei; J. Geophys. Res. 108, D4 4138, doi: 10.1029/2002JD002085.
Kalberer M P, Paulsen D, Sax M, Steinbacher M, Dommen J and Prevot A S H 2004 Identification of polymers as major components of atmospheric organic aerosols; Science 303 1659–1662.
Kanakidou M, Seinfeld J H, Pandis S N, Barnes I, Dentener F J and Facchini M C 2005 Organic aerosol and global climate modeling: A review; Atmos. Chem. Phys. 5 715–737.
Kazil J and Lovejoy E R 2007 A semi-analytical method for calculating rates of new sulfate aerosol formation from the gas phase; Atmos. Chem. Phys. 7 3447–3459, http://www.atmos-chem-phys.net/7/3447/2007/.
Kuang C, McMurry P H, McCormick A V and Eisele F L 2008 Dependence of nucleation rates on sulfuric acid vapor concentration in diverse atmospheric locations; J. Geophys. Res. 113 D10209, doi: 10.1029/2007JD009253.
Kuhn T, Krudysz M, Zhu Y, Fine P M, Hinds W C and Froines J 2005 Volatility of indoor and outdoor ultrafine particulate matter near a freeway; J. Aerosol Sci. 36 291–302.
Kulmala M, Vehkamäki H, Petaja T, Dal Maso M, Lauri A, Kerminen V M, Birmili W and McMurry P 2004 Formation and growth rates of ultra fine atmospheric particles: A review of observations; J. Aerosol Sci. 35 143–176.
McMurry P H, Fink M, Sakurai H, Stolzenburg M R, Mauldin R L, Smith J, Eisele F, Moore K, Sjostedt S, Tanner D, Huey L G, Nowak J B, Edgerton E and Voisin D 2005 A criterion for new particle formation in the sulfur-rich Atlanta atmosphere; J. Geophys. Res. 110 D22S02, doi: 2005JD005910.
Merikanto J, Napari I, Vehkamäki H, Anttila T and Kulmala M 2007 New parameterization of sulphuric acid-ammonia water ternary nucleation rates at tropospheric conditions; J. Geophys. Res. 11 D15207, doi: 10.1029/2006JD007977.
Modgil M S, Kumar S, Tripathi S N and Lovejoy E R 2005 A parameterization of ion-induced nucleation of sulphuric acid and water for atmospheric conditions; J. Geophys. Res. 110 D19205, doi: 10.1029/2004JD005475.
Murugavel P and Chate D M 2009 Generation and growth of aerosols over Pune, India; Atmos. Environ. 43 820–828.
O’Dowd C D, Lowe J A and Smith M H 2000 The effect of clouds on aerosol growth in the rural atmosphere; Atmos. Res. 54(4) 201–221.
Pey Jorge, Xavier Querol and Adres Alastuey 2009 Variations of levels and composition of PM10 and PM2.5 at insular site in the Western Mediterranean; Atmos. Res. 94 285–299.
Philippin S, Wiedensohler A and Stratmann F 2004 Measurements of non-volatile fractions of pollution aerosols with an eight-tube volatility tandem differential mobility analyzer (VTDMA-8); J. Aerosol Sci. 35 185–203.
Pillai Preetha S, Suresh Babu and Krishna Moorthy K 2002 A study of PM, PM10 and PM2.5 concentration at a tropical coastal station; Atmos. Res. 61 149–167.
Riipinen I, Sihto S L, Kulmala M, Arnold F, Dal Maso M, Birmili W, Saarnio K, Teinil K, Kerminen V M, Laaksonen A and Lehtinen K E J 2007 Connections between atmospheric sulphuric acid and new particle formation during QUEST IIIIV campaigns in Heidelberg and Hyytiälä; Atmos. Chem. Phys. 7 1899–1914.
Safai P D, Momin G A, Rao P S P, Ali K, Tiwari S, Kuniyal J C and Naik M S 2002 Variations of Aitken nuclei at different environments on India; (eds) Devara and Raj, Proc. National Workshop on Advances in Atmospheric Chemistry held at Pune, 119.
Safai P D, Rao P S P, Momin G A, Ali K, Chate D M and Praveen P S 2004 Some observations on the characteristics of aerosols at traffic junctions in Pune City; Indian J. Radio Space Phys. 33 260–266.
Sakurai H, Park K, McMurry P H, Zarling D D, Kittelson D B and Ziemann P J 2003 Size-dependent mixing characteristics of volatile and nonvolatile components in diesel exhaust aerosols; Environ. Sci. Technol. 37 5487–5495.
Seinfeld J H and Pandis S N 2006 Atmospheric Chemistry and Physics, A Wiley-Inter Science Publication, John Wiley & Sons Inc, New York, pp. 1326.
Spracklen D V, Carslaw K S, Kulmala M, Kerminen V M, Mann G W and Sihto S L 2006 The contribution of boundary layer nucleation events to total particle concentrations on regional and global scales; Atmos. Chem. Phys. 6 5631–5648, http://www.atmos-chemphys.net/6/5631/2006/.
Vehkamäki H, Kulmala M, Napari I, Lehtinen K E J, Timmreck C, Noppel M and Laaksonen A 2002 An improved parameterization for sulphuric acid-water nucleation rates for tropospheric and stratospheric conditions; J. Geophys. Res. 107(D22) 4622, doi: 10.1029/2002JD2184.
Weber R J, Marti J J, McMurry P H, Eisele F L, Tanner D J and Jefferson A 1997 Measurements of new particle formation and ultrafine particles growth rates at a clean continental site; J. Geophys. Res. 102 4375–4385.
Wehner B, Philippin S, Wiedensohler A, Scheer V and Vogt R 2004 Variability of non-volatile fractions of atmospheric aerosol particles with traffic influence; Atmos. Environ. 38 6081–6090.
Woo Jin An, Pathak R K, Lee B H and Pandis S N 2007 Aerosol volatility measurements using an improved thermodenuder; Application to secondary organic aerosol; J. Aerosol Sci. 38 305–314.
Yu F 2006 From molecular clusters to nanoparticles: Second-generation ion-mediated nucleation model; Atmos. Chem. Phys. 6 5193–5211.
Yu F 2010 Ion-mediated nucleation in the atmosphere: Key controlling parameters, implications, and look-up table; J. Geophys. Res. 115 D03206, doi: 10.1029/2009JD012630.