Ultrafini delci v urbanem okolju

Nazaj na seznam za leto 2023

---

Oznaka in naziv projekta

V1-2373 Ultrafini delci v urbanem okolju
V1-2373 Ultrafine particles in urban environment

Logotipi ARIS in drugih sofinancerjev

Sofinancerji: Ministrstvo za okolje, podnebje in energijo

Projektna skupina

Vodja projekta: dr. Maja Remškar

Sodelujoče raziskovalne organizacije: Povezava na SICRIS

Sestava projektne skupine: Povezava na SICRIS

Vsebinski opis projekta

V projektu “Ultrafini delci v urbanem okolju“ bomo pridobili enoletne podatke o koncentraciji ultrafinih delcev v Ljubljani, ki bodo v podporo Agenciji za okolje RS pri implementaciji zakonodaje o rednem spremljanju ultrafinih delcev (UFD). Vpliv UFD na zdravje in okolje je vse bolj prepoznaven, saj so velikokrat prav ti vzrok za bolezni dihal. Zaradi njihove majhnosti lahko iz pljuč prodrejo v kri in razširijo svoj vpliv po celem telesu.

Namen tega projekta je izmeriti številčne koncentracije UFD in določiti njihove vire v mestu Ljubljana s vzpostavitvijo pilotne mreže za spremljanje UFD. Podatki bodo pridobljeni z enoletno meritvijo oz. spremljanjem številčnih koncentracij UFD po velikostnih porazdelitvah na velikostnem območju med 10 in 750 nm na treh lokacijah. Med glavnimi dejavniki, ki jih bomo upoštevali pri poglobljeni analizi, bodo vplivi prometa, kurilne sezone, meteorološki vplivi in dnevna nihanja.

Študija bo prinesla pomemben vpogled v stopnjo onesnaženosti zraka z UFD in bo omogočila razvoj strukturiranega predloga za redno spremljanje UFD ter podala izhodišča za prihodnja raziskovalna prizadevanja. Rezultati bodo ključni pri oblikovanju prihodnjih smernic za izboljšanje kakovosti zraka in posledično izboljšanje zdravstvenega stanja najbolj občutljivih populacij, kot so otroci, starejši in pljučni bolniki v urbanem okolju.

Osnovni podatki sofinanciranja so dostopni na spletni strani SICRIS.

Faze projekta

Projektno delo je organizirano v pet glavnih delovnih paketov (DP), ki ga izvajajo projektni partnerji Institut „Jožef Stefan“(P1), Nacionalni laboratorij za zdravje, okolje in hrano (P2), Kemijski inštitut (P3) in Univerza v Novi Gorici (P4).

DP1 - Namestitev naprav: Prvi delovni paket (DP1) bo namenjen postavitvi naših merilnih naprav na izbranih lokacijah znotraj mesta Ljubljana. Natančna postavitev je ključna za pridobivanje merodajnih, uporabnih podatkov, zato bomo poskrbeli, da bodo naprave pravilno nameščene in pravilno delovale. Poleg tega bodo kupljeni standardi za validacijo merilnih naprav. Vodilni partnerji v tem paketu bodo P1-P3, vsak na svoji merilni postaji. Delo v sklopu DP1 vključuje tudi seznanitev z napravo ARSO in njenimi zmožnostmi.

DP2 - Validacija naprav: Drugi delovni paket se osredotoča na validacijo merilnih naprav. To vključuje velikostno validacijo z uporabo polistirenskih lateksnih kroglic znanih mobilnostnih premerov (standard za umerjanje), kar bo omogočilo izenačitev občutljivosti vseh instrumentov. Izvedena bo kalibracija pretoka zajetega zraka, med napravami pa se bo tudi sinhroniziral čas, da bodo vse meritve sočasne. Med kalibracijo bo izvedena primerjava med terenskimi instrumenti in referenčno napravo (naprava partnerja P4), ki bo trajala več dni. Partnerji P1-P3 bodo sodelovali s svojimi merilnimi napravami, vendar bo P4 prevzel vodilno vlogo, saj bo njihova referenčna naprava, ki je v skladu z evropskimi dokumenti o standardizaciji, uporabljena na vsaki postaji za validacijo merilnih naprav.

DP3 - Eno-letna meritev in začetno vrednotenje podatkov: V tem sklopu bomo opravili enoletno neprekinjeno merjenja UFD na treh lokacijah. Naprave bodo delovale skoraj neprekinjeno in periodično zajemale podatke o porazdelitvi UFD. Ob tem bomo redno zbirali podatke in opravljali začetno vrednotenje, da bomo zagotovili, da postopek merjenja poteka po načrtih, in odkrili morebitne zgodnje trende ali anomalije. Prav tako se bo izvajalo redno validacije meritev v skladu z navodili proizvajalca naprav. Poleg tega bosta P1 in P4 po potrebi pomagala partnerjema P2 in P3 pri meritvah UFD za njune druge projekte, saj bodo njune naprave zaklenjene v enoletno merjenje. V tem sklopu sodelujejo vsi partnerji P1-P4.

DP4 - Zbiranje in analiza podatkov: Delovni sklop 4 vključuje podrobno analizo zbranih podatkov in se osredotoča na opredelitev glavnih virov UFD. Poleg tega načrtujemo navzkrižno primerjavo naših podatkov z meteorološkimi informacijami, da bi razumeli morebitni vpliv vremenskih razmer na koncentracije UFD (vodja P2) in ugotovljene možne vire kemijskih reakcij (vodja P3).

DP5 - Priprava predloga za redno spremljanje UFD: Naš zadnji delovni paket (DP5) vključuje pripravo poročila in predloga za redno spremljanje UFD. Na podlagi spoznanj in vpogledov iz naše enoletne študije bomo pripravili priporočilo za načrt stalnega spremljanja UFD, vključno s smernicami za obdelavo podatkov in zagotavljanjem kakovosti meritev. Paket vodi P1.

ČASOVNICA

Realizacija

Projekt “Ultrafini delci v urbanem okolju“ trenutno še pridobiva enoletne podatke o koncentraciji ultrafinih delcev, ki bodo v podporo Agenciji za okolje RS pri implementaciji zakonodaje o rednem spremljanju ultrafinih delcev (UFD). Za dosego tega merimo številčne koncentracije UFD po velikostnih porazdelitvah na dveh lokacijah in samo številčne koncentracije UFD na eni lokaciji v urbanem okolju. Konkretno so ta merilna mesta določena na Kmetijskem inštitutu (Hacquetova ulica 17, Ljubljana), Kemijskem inštitutu (Hajdrihova 19, Ljubljana) ter na merilni postaji ARSO (Celovška cesta, Ljubljana), kjer je agencija zagotovila tudi lasten sistem za merjenje številčne koncentracije UFD. Projektno delo je organizirano v pet glavnih delovnih sklopov (DS), v letu 2024 pa je bila predvidena izvedba drugega, in pričetek tretjega DSa.

V koledarskem letu 2024 smo uspeli uresničiti vse cilje. ARSO je prejel svojo merilno napravo (kondenzacijski števec delcev-CPC) nazaj iz kalibracije pri proizvajalcu. Nato so uspešno prilagodili merilno mesto na Celovški in tam inštalirali napravo. S tem je bil zaključen DS postavitve treh merilnih naprav UFD na treh lokacijah, kar je bil še dolg iz leta 2023.

Vzpostavitev ARSO merilne točke na Celovški pomeni, da smo lahko pričeli z validacijo naprav (DS 2). V prvem koraku smo izvedli "validacijo naprav na terenu". To je potekalo tako, da smo na ARSO merilno mesto začasno namestili še naprave za merjenje UFD iz Kemijskega inštituta (KI), Instituta Jožef Stefan (IJS), ter Univerze v Novi Gorici (UNG). Tu smo naprave paroma primerjali med sabo med tem, ko so merile UFD prek istega odjemnega mesta. Natančno kalibracijo smo izvedli s SMPS_KI in SMPS_UNG ter CPC_ARSO in CPC_UNG. Oba števca delcev (CPC) se odlično ujemata, razmerje signalov je 0.993 in R= 0.997. Izvedena je bila tudi meritev velikosti referenčnih delcev na SMPS_KI, SMPS_UNG in SMPS_NLZOH. Pri inštrumentih SMPS_UNG in SMPS_NLZOH smo opazili odlično ujemanje. Obdelava ostalih meritev še poteka.

Slika 1: Primerjalna meritev CPC_ARSO in CPC_UNG inštrumentov.

Po izvedbi vzporednih meritev z dvema različnima SMPS instrumentoma (3936 in 3938w50-CEN) na merilni postaji Celovška smo ugotovili, da kljub temu, da sta instrumenta različna (novejša in starejša različica), kažeta podobne spektralne porazdelitve delcev. Instrumenta sta bila postavljena na isto merilno mesto in sta delovala vzporedno. Nastavljeni so bili naslednji parametri: čas meritve, aerosolni pretok in pretok "sheath flow". Prav ti parametri določajo območje meritev, ki je bilo približno od 14 do 800 nm. Kljub temu, da so merilne naprave za UFD uporabljene v projektu vse ustrezne za meritev UFD, pa so naprave različnih generacij in tudi različnih proizvajalcev. Glavne ugotovitve, ki smo jih pridobili v postopkih postavitve in kalibracije inštrumentov, so bile: a) velikostni razredi se razlikujejo ne samo med napravami, ampak tudi med starejšo in novejšo napravo istega proizvajalca; b) potrebna je pozornost na točne vrednosti pretokov; c) različno je tudi število velikostnih razredov. Pri vzporednih meritvah je potrebno paziti tudi na enako dolžino in kvaliteto dovodnih cevi. Poleg vzporednih meritev smo izvedli tudi laboratorijske meritve z delci iz polistirenskega lateksa (PLS) na obeh napravah. Rezultati so pokazali, da oba instrumenta zagotavljata zanesljive podatke.

V drugem koraku je bila kalibrirana naprava na Kmetijskem inštitutu, kjer je postavljena merilna naprava Nacionalnega laboratorija za zdravje, okolje in hrano (NLZOH). Kalibracija je bila izvedena v skladu z navodili iz Troposa z referenčnim materialom 203 nm, v času preverjanja pa je merilnik analiziral podatke med 100 nm in 300 nm.

Slika 2: Preverjanje velikostne porazdelitev z lateks standardom.

Preverjanje inštrumenta po navodilih Tropos-a je zajemalo več korakov:

1. Preverjanje ničle. Po dveh ciklih mora biti število zaznanih delcev pod določenim kriterijem.
2. Preverjanje izhodne napetosti za ločevanje delcev po velikosti. Preveri se 0, 5V, 250V ter 1000V.
3. Preverjanje z lateks standardom, 200 nm (dejansko 203+5nm).
4. Preverjanje pretoka na vhodu v CPC ter pri »trojnem ventilu«.

Med enoletno meritvijo izvajamo takšno preverjanje po teh točkah vsak mesec.

Zadnji DS, ki je bil predviden za leto 2024, je bil pričetek enoletne meritve UFD hkrati na treh lokacijah. Z meritvijo smo uspešno pričeli v juniju, od takrat meritev tudi uspešno poteka.

Bibliografske reference

/

---

Nazaj na seznam za leto 2023