空气污染评估的概述在北欧(立陶宛)通过被动扩散采样

文摘

立陶宛的区域空气污染研究提供了一个全面的概述空气质量在立陶宛(在维尔纽斯(资本)和其它地区)375监测站点在不同的代表地点(城市、郊区和住宅)配备扩散采样。二氧化硫(这样的样本进行了分析₂)和二氧化氮(没有₂)浓度。测量结果表明,这样的平均浓度₂在所有调查网站在研究期间不超过年度值为20.0μg·m⁻³和低于低评估阈值为8.0μg·m⁻³。的平均浓度₂在维尔纽斯聚集超过40年极限值μg·m⁻³在七个地点和区域三个站点密集交通流量,附近的高速公路。所以比较₂也没有₂浓度水平进行了2004 - 2005和2010 - 2011。二氧化氮浓度水平已经下降了34岁,26岁,24岁,49%在接下来的六年在维尔纽斯,和所以的浓度₂在空气环境中下降了40 - 60%。

1。介绍

在过去的20年里,已经有明显改善的空气在欧洲1]。就像₂燃烧化石燃料产生的明显有利于酸沉积,它影响生态系统和对人体健康是有害的。氮氧化物在燃烧过程主要是由工业设施和道路运输行业。

如今,监测的主要目标在于向公众提供有用的最新信息在环境空气污染物浓度,以及支持经济利益相关者和决策者在空气质量评估和管理。仪器空气质量可能会改变的复杂性和成本。最高,而空气污染是在城市地区,监测工作一般集中在城市,和小网站代表背景水平。金融资源在不同的国家是不平等的,并且没有可能性扩展监控网络设备或升级。被动采样的使用大大减少了成本和长期测量项目的需要2- - - - - -4]。个人被动空气取样器开发并广泛用于测量气体空气污染物因为他们的介绍在1970年代末5,6]。

监测空气污染在立陶宛是由美国环境保护署。目前,立陶宛国家空气监测网络由一个移动,连续工作14个城市,和三个集成监控(IM)。欧盟(EU)环境法律行为和立法和实施由国家环境监测程序(NEMP)。

本文的框架内“立陶宛空气监测系统现代化使用扩散采样”首次(LAQMO)项目进行评估的浓度₂也没有₂通过确定环境浓度使用被动采样方法在375网站在立陶宛。化合物的空间地图使用地理信息系统(GIS)进行评估与扩散空气取样器测量一年。

2。方法

浓度的分析₂也没有₂使用扩散采样设置在城市背景(住宅),semiurban(混合住宅和商业),和路边(繁忙的街道/道路和路口)网站为了得到空间污染物浓度的变化。获得的数据与可接受的水平的空气污染物,采用欧盟的极限(表值1)。

2.1。活动

最合适的网站位置确定。为了考虑天气的影响,375年网络被动采样部署为所有四个季节:秋季(9)2010年冬季(型号)、弹簧(高于3),和2011年夏季(6)和8测量时间(表中都淹没了2)。

10%的取样器是在重复,即。,some colocated passive samplers were deployed at the sampling sites with available continuous monitors for cross correlation and calibration purposes [7]。这些信息被用于不确定性计算框架的口香糖(测量不确定度表达指南),应用于实验室Passam有限公司、瑞士(表3)。

八抽样活动进行14天在维尔纽斯集聚和区域(立陶宛的其余部分)。监测站点在维尔纽斯的位置和区域选择被动采样图所示1。

2.2。采样和测量的不确定性的描述

被动采样部署在不同的城市网站收集后14天的曝光时间间隔。被动采样和分析提供PASSAM AG(瑞士)。由公司提供,由一个不透明的圆柱管免受阳光的盒子。这些样品已经暴露在网站不同来源的大气排放和环境(部分2.1)。

尽管存在一些不确定性评价方法,口香糖发布的ISO的间接方法(表使用4)。采样率的永久验证,基于渗透管重量损失,是一个独立的方式检查扩散采样系统的整体性能。评估测量不确定性的输出信息是重要的。这个过程,ISO 9001的要求(过程控制)实现。此外,这个过程,保证长期稳定的结果,随着时间的推移和测量结果比较。计算的不确定性的基础上开始以下测量方程: 在哪里环境浓度,μg·m⁻³;眠质量的是分析物,μg;是分析物的空白,μg;扩散吸收速率,毫升/分钟;和是曝光时间。输入量及其不确定性定义如下: :质量的不确定性分析物吸收。标准的不确定性可以通过校准的标准偏差为特征的功能。 :空白值。空白值的变化必须被添加到按绝对值计算u_老采样率的不确定性。这一项的变化是由重复验证实验的标准偏差在标准大气压。 :曝光时间。这个词一般可以忽略不计的曝光时间超过一个星期。在更短的时间,这一项已经考虑。

引入了额外的术语,涵盖了重复测量的不确定性预算,微环境因素,取样器的几何变化等。 :多个样本在同一网站的变化。这一项的大小估计一式三份的平均采样。 :外部影响(如温度、风速和湿度。这学期必须考虑,如果采样在极端条件下使用。

合并后的不确定性计算如下:

扩展不确定度的计算通过使用覆盖率的2:

的不确定性意味着8期的计算如下:

2.3。空间内插

的地图区域空气污染物浓度插值得到的被动采样器测量。通过使用定制的自动化脚本开源草地上GIS软件(版本6.4),以下地质统计学方法通常用于表面从随机采样点插值:反距离平方加权(IDW;草函数v.surf.idw),双三次的样条插值(BCS;草功能v.surf.bspline),克里格插值与自动校准的参数(AK党;草功能v.krige)进行了测试8]。

通过比较统计插值数据集的变化,很明显,随着搜索半径(N的邻近点插值),IDW方法产生的效果很不稳定,BCS方法在相似的条件下(增加样条函数的长度)产生明显可预见结果略微倾向的统计的“平滑”插值网格,而正义与发展党表示最稳定的统计结果由于其能力autocorrelate样本中所有的测量(8]。

为了简化地质统计学数据分析和操作映射的过程中,一个定制的Linux shell脚本开发。它使用地质统计学和映射函数的开源草GIS软件(v.surf.bspline),以及一些Linux操作系统的库(libgdal, libgeotiff, libpng等)自动生成地质统计网格和操作地图通过遍历每个多边形对象(城市等)通过使用标准的协调测量样本点作为输入。地质统计网格将被创建在草GIS环境下10 m像素大小标准LKS94 CRS,蒙面的边界城市地区。他们将从草导出数据库作为GeoTIF Float64数据类型位图文件格式没有任何相关的颜色表(8]。

3所示。结果

3.1。维尔纽斯聚集

3.1.1。二氧化硫

所以的₂被动采样暴露了2周的时间在研究期间(120个样本)。被动采样的值₂在大约0.7到1.8之间μg·m⁻³。超过数年限值(20.0以上μg·m⁻³)生态系统没有被观察到。考试的季节变化模式揭示了有价值的信息。正如预期的那样,所以₂值显示季节性变化。的测量分析了相应的四个季节:冬天,春天,夏天,秋天。时间变化的所有14个采样地点提出了数字2和3。所以₂浓度在整个期间的观察范围从最低(0.15μg·m⁻³最大(3.05)在夏天μg·m⁻³在冬天)级别。

在秋天,意思是这样的₂浓度水平最高(1.80μg·m⁻³)网站位于住宅和娱乐领域平均浓度从0.5到1.3不等μg·m⁻³。在冬季,所以₂浓度从0.5到4.1不等μg·m⁻³。这个研究期间的平均值最高被发现在3.1和2.3之间μg·m⁻³。结果表明,在春天,所以₂浓度从0.2到4.1不等μg·m⁻³。最小值(0.4μg·m⁻³),所以₂浓度是衡量一个网站的一个居民区和最大(3.0μg·m⁻³traffic-influenced地区)。在夏季研究期间,所以₂浓度介于0.2和2.1之间μg·m⁻³。

数据显示,在住宅和娱乐区域的网站,所以就越高₂记录在秋天、冬天和春天,当排放的能源生产的最高水平(图4)。

相反,所以最低₂在夏天水平测定。因此,浓度的季节变化应该被发射上使用现有知识和气象模式。总之,意味着在维尔纽斯二氧化硫浓度从0.2到3.1不等μg·m⁻³年平均为1.1μg·m⁻³。

3.1.2。二氧化氮

获得的数据(35网站)的所有研究期间透露,没有₂浓度差异,伴随着其他研究根据测量站点的距离造成的主要道路车辆的大量释放₂(9]。在整个研究期间,平均浓度₂介于9.1和55.6之间μg·m⁻³(数据5和6)。无₂集中展示一个大空间梯度(5倍),这表明,道路交通是一个重要的因素₂浓度与平均浓度超过城市环境₂极限值40μg·m⁻³。然而,没有的平均浓度₂在网站与小流量密度接近32的上层评估价值μg·m⁻³(图6)。在网站访问量最大机动车辆密度高的地区,平均浓度₂介于26.0和42.1之间μg·m⁻³。因此,一个没有₂浓度是一个严重威胁人类健康。数据分析表明(图5意思是没有的)₂集中在3 11月1日2010年12月从9.6到53.8不等μg·m⁻³根据现场环境。无₂浓度测量在几乎所有交通站点都是高于住宅和城市背景网站和介于18.6和53.8之间μg·m⁻³。40的极限值μg·m⁻³没有的年平均浓度₂是超过5密集交通流量的网站:维尔纽斯13、18、20、27日和31日。的平均浓度₂达到一个值为46.9μg·m⁻³。上面的超过数点₂极限值(40μg·m⁻³)没有观察到网站在居民区,他们从13.0到29.9不等μg·m⁻³。无₂浓度在娱乐网站和郊区的背景区域范围9.6 - -36.6μg·m⁻³和低于阈值较低的评估(26μg·m⁻³)。在冬季(1月3日2011年2月6日),意味着没有₂水平从9.6到57.4不等μg·m⁻³(没有显示)。最高的平均值₂对于本研究期间达到或超过40的极限值μg·m⁻³7点网站流量网站。上评估阈值为32.0μg·m⁻³在高流量超过3处。在春天,意思是值的₂变化从7.8到60.1μg·m⁻³不同于网站的网站。没有非常高₂浓度的值为42.8,43.0,54.0,56.5和59.3μg·m⁻³分别观察,traffic-exposed网站。从图可以看出5,更高水平的不₂测量在一些网站在夏季住宅和娱乐领域(20.8 - -28.3和22.7 - -40.2吗μg·m⁻³分别)。正如所料,没有₂浓度明显高于住宅和娱乐领域的网站受交通排放的影响。季节平均浓度₂高出一般在冬季和春季几乎在所有网站。没有最低₂在夏天水平测量(图5)。

3.1.3。季节性变化的大气二氧化硫和二氧化氮浓度区

的平均浓度₂在40区境内网站,在研究期间不超过年度值为40.0μg·m⁻³。的空间分布₂浓度显示浓度越高的趋势在西方立陶宛的一部分。二氧化氮的主要来源是交通和一定程度上的工业和家庭。高不₂水平,结合其他氧化剂,已经成为城市空气污染的主要问题之一。在整个研究期间(从2010年11月6日到2011年7月4日),没有的年平均浓度₂在不同的站点区域的范围从3.6μg·m⁻³到59.6μg·m⁻³(图7)。关于40年极限值μg·m⁻³,这是超过三个网站高流量Klaipeda04 (44.6μg·m⁻³),Klaipeda09 (44.7μg·m⁻³)和Klaipeda11 (51.7μg·m⁻³)。的网站,在一个区域相对密集的交通流(Panevezys01和Siauliai02),年平均不₂浓度是27.3和33.9μg·m⁻³,分别。上面的超过数点₂极限的值没有观察到网站在住宅或郊区地区。数据显示,沉重的交通流量的影响反映在年平均不₂浓度在站点附近高速公路A1 (Grigiskes01和Vievis)。年平均不₂浓度分别为40.3μg·m⁻³和33.5μg·m⁻³。年平均不₂之间的浓度低,阈值在网站上评估暴露于交通在城市环境中的Mazeikiai (27.4μg·m⁻³),Kedainiai (31.7μg·m⁻³),Telsiai (28.1μg·m⁻³)和Taurage (34.4μg·m⁻³)。在网站Jonava01 (μg·m⁻³),Trakai01 (26.8μg·m⁻³),Utena01 (26.7μg·m⁻³)和Plunge01 (26.7μg·m⁻³),年均没有₂浓度接近或略超过阈值较低的评估。年平均不₂浓度在主要网站的其他城镇区域的范围从3.6到20.0μg·m⁻³。

的平均浓度₂在40区境内网站在研究期间不超过年度值为20.0μg·m⁻³和低于低评估阈值为8.0μg·m⁻³。的空间分布₂浓度表示倾向更高浓度的西南部和西部立陶宛。可以看出(图8),在秋天(3 11月1日2010年12月),平均₂5.0浓度最高的价值μg·m⁻³现场的穿越街道。在一个居民区,最高价值的₂5.0μg·m⁻³和4.3μg·m⁻³。在区,其余站点的平均浓度₂从0.20到3.5不等μg·m⁻³。冬天(1月3日2011年2月6日),所以₂浓度从0.30到5.40不等μg·m⁻³,从0.10到2.10μg·m⁻³,从0.60到2.60μg·m⁻³,分别。总的来说,所以₂浓度从0.2到4.8不等μg·m⁻³在欧元区的其他网站。结果表明,在春季(3月22日2011年4月25日),₂平均浓度从0.20到1.50不等μg·m⁻³从0.30到2.50μg·m⁻³。

夏季(6月4日2011年7月6日),₂浓度介于0.20和2.10之间μg·m⁻³。数据表明,高₂水平测定在秋天,冬天,春天在住宅和娱乐领域网站时排放的能源生产和加热的最高水平。相反,所以最低₂在夏天水平测定。

3.2。所以比较₂也没有₂浓度水平2004 - 2005和2010 - 2011

结果2004 - 2005和2010 - 2011赛季在图9显示在维尔纽斯,二氧化硫浓度水平显著的五年里没有改变。所以明显下降₂观察浓度在03、05 Klaipėda网站位于居民区,而在城市Kedainiai Palanga,所以的浓度₂在空气环境中下降了40 - 60%。

二氧化氮浓度水平已经下降了34岁,26岁,24岁,49%在五年内在维尔纽斯旁边的网站流量。也没有增加₂集中观察Žirnių街和诉Kudirkos街的十字路口附近Pamenkalnis(图10)。

4所示。结论

浓度的₂也没有₂测定一年多使用被动采样方法。在整个研究期间(从2010年11月3日到2011年7月4日),所以的年平均浓度₂介于0.20和3.40之间μg·m⁻³在40区境内网站。所以的₂年度平均低于1.50的价值μg·m⁻³在所有采样站点(两个除外)。这些值显示差异很小,甚至污染区域₂及其强烈的连接到远程运输₂在区域范围内。的排放₂当地的来源或多或少地在这些网站形成的污染水平。平均浓度不₂介于2.3和9.4之间μg·m⁻³在40区境内网站。没有的年平均浓度₂在3.0 - -5.0范围吗μg·m⁻³在主要网站的一部分领土和显著低于低评估阈限值为26.0μg·m⁻³一年一度的没有₂浓度。没有的年平均浓度最高₂测量在接近道路交通密集的网站。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关。

确认

这项研究受到了美国环境保护署的立陶宛(合同编号4 f10 - 1010)。

引用

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