Pasivní měření ozonu na plochách ICP Forests / Forest Focus v ČR PĚT LET S DOZIMETRY GRADKO
Vít Šrámek, Radek Novotný
METODIKA – GRADKO
Gradko Ltd. (UK) – www.gradko.co.uk Expoziční doba: 2-4 týdny Princip měření: NO2 → NO3 Přesnost měření: ± 6,8% Detekční limit: 3µg.m-3 (při 2-týdenní expozici)
METODIKA – AIM
Referenční metoda: absorbce UV záření
Hlavní síť stanic provozuje ČHMÚ
NV ČR č. 350/2002 Sb. § 55 odst. 1 zákona č. 86/2002 Sb. 77 stanic AIM, 19 pozaďových
VÚLHM provozuje tři stanice AIM pro měření ozonu
METODIKA – MĚŘENÍ
Období: 2003-2008 Osm ploch intenzivního monitoringu Měsíční interval – 4-týdenní interval Jeden filtr – dvě opakování – gradienty Celý rok – březen-říjen Výška měření: cca 180cm
METODIKA – PLOCHY Jizerka - 880
Lazy - 875
Mísečky - 940 Luisino údolí - 940 Švýcárna - 1300 Želivka - 440
Všeteč - 615
Buchlovice - 350
METODIKA – PLOCHY Locality
Latitude
Longitude
Altitude
Sampling years
Lazy
50 02 36
12 37 30
830 m a.sl.
2003 - 2008
Mísečky
50 44 06
15 32 24
860 m a.s.l.
2003 - 2008
Luisino údolí
50 17 37
16 23 27
1010 m a.s.l.
2003 - 2008
Švýcárna
50 06 09
17 12 58
1300 m a.s.l.
2003 - 2008
Jizerka
50 50 12
15 20 11
930 m a.s.l.
2005 - 2008
Všeteč
49 13 48
14 18 00
615 m a.s.l.
2004 - 2008
Želivka
49 40 48
15 14 47
440 m a.s.l.
2003 - 2008
Buchlovice
49 04 20
17 16 21
350 m a.s.l.
2005 - 2008
VÝSLEDKY – DVA FILTRY
III. – XI. 2008, 113 měření Na α = 0,05 nevýznamné rozdíly Medián
200
y = 0,8735x + 13,074 R2 = 0,8097
180
25%-75%
Min-Max
200 180
160
160
120
140
100
120
sampler 2 [µg.m
-3
]
140
80
100
60
80
40 20
60
0
40 0
20
40
60
80
100
120
sam pler 1 [µg.m -3]
140
160
180
200
20 F1
F2
VÝSLEDKY – DVA FILTRY Výrobcem deklarovaná přesnost (±6,8%) zjištěna pouze u 53% souběžných měření 50% 45% 40% relative number
35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 0-5
5-10
10-15
15-20
20-25
30-25
difference in ozone concentration [µg.m-3]
30+
VÝSLEDKY – DVA FILTRY Výrobcem deklarovaná přesnost (±6,8%) zjištěna pouze u 53% souběžných měření
50%
50%
45%
45%
40%
40%
35%
35%
relative number
rel number
30% 25% 20% 15%
30% 25% 20% 15%
10%
10%
5%
5%
0%
0% 15%
5%
10%
20% 0-5
25% 5-10
30% 10-15
30%+ 15-20
20-25
30-25
conc difference % (higher value =100%) in ozone concentration [µg.m-3] difference
30+
VÝSLEDKY – DVA FILTRY DŮVODY ODLIŠNÝCH VÝSLEDKŮ: Vadný dozimetr
Koncentrace ozonu
Vyšší koncentrace – vyšší odchylky
Manipulace s dozimetry (patronami)
Chyba při výrobě, problém s absorpční mřížkou
Špatné uzavření patron, pokračující oxidace
Umístění filtrů na měřícím stanovišti (kůlu)
Protilehlé strany kůlu
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM PROČ? Jak se liší měření pasivními dozimetry a AIM Jak AIM charakterizuje oblast ve které měří JAK? Test shody rozptylů – test shody průměrů Test dobré shody rozdělení Párový t-test (test významnosti průměrné diference naměřených dvojic hodnot)
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM Passive sampling
Altitude
AIM
Altitude
distance
Lazy
830 m a.sl.
Lazy
845 m a.s.l.
0,3 km
Mísečky
860 m a.s.l.
Rýchory
1001 m a.s.l.
22 km
Luisino údolí
1010 m a.s.l.
Šerlich
1011 m a.s.l.
17 km
Švýcárna
1300 m a.s.l.
Švýcárna
1300 m a.s.l.
0 km
Jizerka
930 m a.s.l.
Souš
771 m a.s.l.
4 km
Všeteč
615 m a.s.l.
Č. Budějovice
383 m a.s.l.
28 km
Želivka
440 m a.s.l.
Košetice
535 m a.s.l.
7 km
Buchlovice
350 m a.s.l.
Štítná
600 m a.s.l.
50 km
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM Locality
n
correlation Pearson r
p
variances
means
Distributi ons
Pair test
Lazy
50
0,8262
0,000
D
D
D
S
Mísečky
40
0,7114
0,000
I
I
I
S
Luisino úd.
40
0,6917
0,000
D
D
D
S
Švýcárna
28
0,3252
0,085
D
D
D
S
Jizerka
26
0,8434
0,000
D
D
D
S
Všeteč
33
0,8757
0,000
I
D
D
S
Želivka
43
0,5124
0,000
I
I
I
NS
Buchlovice
21
0,8766
0,000
I
I
I
NS
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM Želivka 440 m a.s.l. AIM Košetice (CHMI) 535 m a.s.l.
120 100
60 40 20
X-07
VII-07
IV-07
I-07
X-06
VII-06
IV-06
I-06
X-05
VII-05
IV-05
I-05
X-04
VII-04
IV-04
I-04
X-03
VII-03
0
IV-03
-3
[µg.m ]
80
-3
[µg.m ]
VII-04 X-04 I-05
IV-05
VII-04 X-04 I-05 IV-05
X-07
VII-07
IV-07
I-07
X-06
VII-06
IV-06
X-07
VII-07
IV-07
I-07
X-06
VII-06
IV-06
I-06
120
I-06
X-05
VII-05
AIM Štítná (CHMI) 600 m a.s.l.
X-05
VII-05
IV-04
IV-04
0
I-04
20
I-04
40
X-03
60
X-03
80
VII-03
100
VII-03
120
IV-03
0 140
IV-03
-3
[µg.m ]
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM Želivka 440 m a.s.l. AIM Košetice (CHMI) 535 m a.s.l.
100
80
60
40
20
Buchlovice 350 m a.s.l.
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM
X-07
VII-07
IV-07
I-07
X-06
VII-06
IV-06
I-06
X-05
VII-05
IV-05
I-05
X-04
VII-04
IV-04
I-04
X-03
VII-03
AIM Lazy (FGMRI) 875 m a.s.l.
IV-03
-3
[µg.m ]
Lazy 830 m a.s.l. 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
-3
[µg.m ]
-3
[µg.m ]
VII-03 X-03 I-04 IV-04 VII-04 X-04 I-05
IV-05
VII-05
X-05 I-06 IV-06 VII-06 X-06 I-07 IV-07 VII-07 X-07
VII-03 X-03 I-04 IV-04 VII-04 X-04 I-05 IV-05 VII-05 X-05 I-06 IV-06 VII-06 X-06 I-07 IV-07 VII-07 X-07
140 120 100 80 60 40 20 0
IV-03
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 160
IV-03
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM Lazy 830 m a.s.l.
AIM Lazy (FGMRI) 875 m a.s.l.
Mísečky 860 m a.s.l.
AIM Rýchory (CHMI) 1001 m a.s.l.
VÝSLEDKY – SROVNÁNÍ SE STANICEMI AIM
Existuje závislost mezi měřením G x AIM ANOVA potvrzuje shodu jen u části lokalit Párový test NS pouze pro dvě lokality (nejnižší nadmořská výška)
Rozdíly menší v nižších nadmořských výškách Rozdíly menší v chladnějších měsících
? lokalizace AIM x Gradko, vlastnost dozimetrů ?
VÝSLEDKY – GRADIENTY Gradientové měření probíhalo na 4 lokalitách V oblastech s monitorační plochou > 800 m.n.m.
standard site
gradient site
correlation Pearson
mean ozone increase [µg.m-3 . 100m-1]
Altitude
Altitude
distanc e
Lazy
830 m a.sl.
720 m a.s.l.
3,8 km
0,8755
0,004
15
Mísečky
860 m a.s.l.
1260 m a.s.l.
1,8 km
0,9788
0,000
12
Mísečky
860 m a.s.l.
680 m a.s.l.
3,5 km
0,9599
0,001
8
Luisino úd.
1010 m a.s.l.
870 m a.s.l.
3,5 km
0,9209
0,000
10
Jizerka
930 m a.s.l.
490 m a.s.l.
8,2 km
0,9495
0,000
1
Locality
r
p
VÝSLEDKY – GRADIENTY
Mísečky 860 m a.s.l 190
200
680 m a.s.l.
170
1260 m a.s.l.
150
130
µg.m -3
ug.m -3
150
100
110 90
50
70 50 30 22-II.
0 12-IV.
1-VI.
21-VII.
9-IX.
29-X.
18-XII.
0
50
100 µg.m -3
150
200
VÝSLEDKY – GRADIENTY Jizerka 930 m a.s.l.
160
150
490 m a.s.l.
140
100
Míseč ky 860 m a.s.l
ug.m -3
80 190 60 170 150 40 130 22-II.
µg.m -3
100
200
680 m a.s.l. 1260 m a.s.l.
12-IV.
1-VI.
21-VII.
9-IX.
29-X.
18-XII.
150 50 50
100 µg.m -3
µg.m -3
ug.m -3
120
100
110 90
150
50
70 50 30 22-II.
0 12-IV.
1-VI.
21-VII.
9-IX.
29-X.
18-XII.
0
50
100 µg.m -3
150
200
VÝSLEDKY – GRADIENTY
-1
Gradient koncentrace ozonu může záviset na teplotě vzduchu
-3
[µg.m .100 m ]
Závislost koncentrace na nadmořské výšce existuje V regionálním měřítku je třeba přihlížet k faktorům, které mohou koncentrace ozonu ovlivnit (terén, zdroje prekurzorů, počasí, …) altitudinal ozone gradient
35 30 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20
y = 1,253x - 0,9215 2 R = 0,3428
-5
0
5
10
mean air temperature [ºC]
15
20
SHRNUTÍ
Souběžné měření dvěma dozimetry vykazovalo menší shodu, než jsme očekávali Přesnost měření deklarovaná výrobcem byla dosažena pouze u 53% měření Pasivní dozimetry Gradko vykazují stejný průběh koncentrací ozonu, ale vyšší hodnoty při porovnání se stanicemi AIM Gradienty koncentrace ozonu s nadmořskou výškou se v hodnocených oblastech liší
ZÁVĚRY
Pasivní dozimetry jsou dobrým nástrojem pro sledování koncentrací ozonu Je velmi důležité věnovat velkou pozornost zacházení s dozimetry Zkrácení doby expozice Zvýšení minimálního počtu dozimetrů na tři
DĚKUJI ZA POZORNOST
