XI. MAGYAR AEROSZOL KONFERENCIA. Debrecen október Program és előadáskivonatok

XI. MAGYAR AEROSZOL KONFERENCIA Debrecen 2013. október 28-30.

Program és előadáskivonatok

ISBN 978-963-8321-50-3

Szerkesztők: Kertész Zsófia Szikszai Zita Angyal Anikó Furu Enikő Szoboszlai Zoltán Török Zsófia

Borítókép: Konyhás István hcwg.hu

Kiadó: MTA Atommagkutató Intézet

Nyomda: REXPO Kereskedelmi és Számítástechnikai Kft.

Debrecen, 2013. október

Köszöntő

A Szervező Bizottság nevében szeretettel köszöntjük a XI. Magyar Aeroszol Konferencia résztvevőit Debrecenben, 2013. október 28-30 között. A Magyar Aeroszol Konferencia a magyar aeroszol kutatói társadalom 2-3 évenként megrendezésre kerülő seregszemléje. Az első Magyar Aeroszol Konferencia 1989-ben volt Veszprémben, amelyet további kilenc konferencia követett. Eddigi konferenciák: 1. Veszprém, 1989. október 5-6. 2. Debrecen, 1992. december 10-11. 3. Budapest, 1996. november 14-15. 4. Veszprém, 1998. október 1-2. 5. Szeged, 2000. október 5-6. 6. Debrecen, 2002. október 10-11. 7. Budapest, 2004. szeptember 6-10. (European Aerosol Conference 2004 keretében) 8. Siófok-Szabadifürdő, 2006. május 25-26. 9. Balatonfüred, 2009. április 27-28. 10. Galyatető, 2011. október 20-21. A konferencia célja, mint ahogy az előző konferenciáké is, hogy fórumot teremtsen a hazai aeroszoltudomány és technológia legújabb eredményeinek áttekintésére, nemzetközi kutatási trendek és lehetséges közös kutatási irányok megvitatására, a különböző hazai tudományos műhelyek közötti multidiszciplináris együttműködések erősítésére, valamint fiatal kutatók szakmai bemutatkozására. A MAero2013 propgramjának összeállításánál követtük az előző konferenciákon megszokott rendszert, azzal a különbséggel, hogy a konferencia időtartama a hagyományos 2 nap helyett ezúttal 3 nap lesz. Így talán kevésbé lesz feszített a tempó, és reméljük, a szünetekben és a kirándulás alatt több lehetőség lesz kötetlen eszemcserékre, baráti beszélgetéskre, új kapcsolatok kialakítására is. A konferencia keretében kerül megrendezésre a TÁMOP-4.2.3-12/1/KONV-2012-0057 „Az Atomki tudományos eredményeinek terjeszése és népszerűsítése” c. projekt interdiszciplináris workshopja "A Földünk természetes védelmi rendszerei" címmel. Minden résztvevőnek kívánunk eredményes munkát és reméljük, hogy a MAero2013 konferenciát hasznosnak, érdekesnek és eredményesnek találják majd szakmai szempontból, és élvezik a régi és új barátokkal, kollégákkal történő találkozást.

Kertész Zsófia A Szervező Bizottság nevében

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia rendezői: Magyar Aeroszol Társaság MTA Atommagkutató Intézet

A konferencia Szervező Bizottsága: Kertész Zsófia Szikszai Zita Molnár Mihály Angyal Anikó Furu Enikő Major István Szoboszlai Zoltán Török Zsófia Király Beáta

A konferencia támogatói: Kálmán System Kft Isotoptech ZRT TÁMOP-4.2.3-12/1/KONV-2012-0057

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia

PROGRAMJA

2013. október 28. hétfő 12.00 – 13.30

Regisztráció

13.30 – 14.00

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia Megnyitója Czitrovszky Aladár, Salma Imre, Magyar Aeroszol Társaság Sulik Béla, Atomki, tudományos igazgató helyettes

I. szekció 14.00 – 14.35

Gelencsér András: Az egészségkárosító hatástól az éghajlatmódosításig

14.35 – 14.55

Bécsi Zsuzsanna, Molnár Ágnes, Imre Kornélia és Pasi P. Aalto: Újrészecske-keletkezés K-pusztai háttérlevegőben (2008-2012)

14.55 – 15.15

Salma Imre, Németh Zoltán: A légköri nukleáció jelentőségének minősítése városi környezetekben

15.15 – 15.35

Németh Zoltán, Gede Mátyás, Salma Imre: A budapesti légköri nukleáció forrásterületeinek vizsgálata

15.35 – 15.55

Geresdi István, Schmeller Gabriella: A levegő kémiai összetételének hatása a kondenzációs mag tömegének változására

15.55 – 16.25

Poszterek, kávészünet

II. szekció 16.25 – 16.45

Czitrovszky Aladár, Nagy Attila, Kerekes Attila, Oszetzky Dániel, Veres Miklós, Kugler Szilvia: Bioaerszolok optikai méréstechnikája

16.45 – 17.05

Ajtai Tibor, Utry Noémi, Pintér Máté, Bozóki Zoltán, Szabó Gábor: Korom aeroszolok szelektív azonosítása négy hullámhosszú fotoakusztikus koromérő rendszerrel

17.05 – 17.25

Tóth Ádám, Hoffer András, Nyírő-Kósa Ilona, Pósfai Mihály, Gelencsér András: Légköri kátránygömbök: elsődleges eredet?

17.25 – 17.45

Ajtai Tibor, Utry Noémi, Pintér Máté, Bozóki Zoltán, Szabó Gábor: Légköri korom aeroszolok valós idejű vizsgálata fotoakusztikus módszerrel városi környezetben

17.45 – 18.05

Ajtai Tibor, Utry Noémi, Pintér Máté, Bozóki Zoltán, Szabó Gábor: Rediszpergált ásványi por összetevők abszorpciós válaszának mérése fotoakusztikus módszerrel

18.05 – 18.25

Ajtai Tibor, Utry Noémi, Pintér Máté, Bozóki Zoltán, Szabó Gábor: Lézergenerált koromaeroszolok előállítása és karakterizálása

18.25 – 18.45

Török Zsófia, Angyal Anikó, Furu Enikő, Szoboszlai Zoltán, Kertész Zsófia: Fejlesztések Debrecenben: levegőre kivezetett ionnyalábos mikroPIXE rendszer aeroszol minták mérésére

19.00 – 21.00

Fogadás

2

2013. október 29. kedd III. szekció 8.30 – 9.05

Balásházy Imre: Az aeroszolok emberi egészségre gyakorolt hatásának jellemzése

9.05 – 9.25

Herke Paula, Balásházy Imre, Farkas Árpád, Szigethy Dezső: Inhalációs gyógyszerek alkalmazása a gyakorlatban: a beteg légzési technikájának hatása a várható depozícióra és az optimalizáció lehetőségei

9.25 – 9.45

Kerekes Attila, Veres Miklós, Nagy Attila, Himics László, Oszetzky Dániel, Kugler Szilvia, Czitrovszky Aladár: Inhalációs készítmények légúti depozíciójának lokális meghatározása in vitor módszerrel

9.45 – 9.55

Ágoston Csaba, Pusztai Krisztina, Stelczer Attila: Környezeti levegő szerves alkotóinak és kellemetlen szaganyagainak mintavételi vizsgálati módszereinek fejlesztése

9.55 – 10.05

Kálmán Csaba, Kálmán István, Sándor Tamás, Csutorás Márton, Bán Sándor, Roman Szabolcs: Diesel motorok levegőhígítás nélküli vizsgálata PM10 PM2,5 PM1,0 korom részecske frakcióra in stack, izokinetikus, realtime gravimetrikus, mintavétel

10.05 – 10.45

Termékbemutató (Kálmán System, KVI-Plusz) Kávészünet

IV. szekció 10.45 – 11.05

Füri Péter, Balásházy Imre, Czitrovszky Aladár, Nagy Attila, Pándics Tamás, Dura Gyula, Kerényi Tibor, Farkas Árpád, Jókay Ágnes, Madas Balázs, Nikovits Tibor: A vörösiszap por fizikai tulajdonságainak, légúti depozícióeloszlásának és az egészségre gyakorolt hatásának elemzése

11.05 – 11.25

Jókay Ágnes, Farkas Árpád, Balásházy Imre, Füri Péter: Aeroszol gyógyszerek légúti kiülepedésének numerikus modellezése és optimalizálása

11.25– 11.45

Farkas Árpád, Balásházy Imre, Jókay Ágnes, Füri Péter: A légzőrendszer bronchiális régiójában kiülepedett részecskék mukociliáris tisztulásának numerikus modellezése

11.45 – 12.05

Kozmáné Szirtesi Krisztina, Angyal Anikó, Szoboszlai Zoltán, Furu Enikő, Török Zsófia, Kertész Zsófia: Aeroszol vizsgálatok ócsai passzívház-közeli épületekben

12.05 – 12.25

Szoboszlai Zoltán, Kertész Zsófia, Szikszai Zita, Angyal Anikó, Furu Enikő, Török Zsófia, Daróczi Lajos, Kiss Árpád Zoltán: Nyomtatott áramkörök hullámforrasztása során keletkezett aeroszolrészecskék azonosítása és kémiai jellemzése

12.25 – 13.25

Ebédszünet

13.30 – 22.00

Konferencia kirándulás 3

2013. október 30. szerda TÁMOP-4.2.3-12/1/KONV-2012-0057 Földünk természetes védelmi rendszerei workshop V. szekció 8.30 – 9.05

Varga György, Kovács János, Bradák Balázs, Szeberényi József, Kiss Klaudia: A porviharok és a hullóporos szedimentáció jelentősége a talajképződésben

9.05 – 9.25

Ferenczi Zita: Aeroszol részecskék vizsgálata modellszámítások alapján

9.25 – 9.45

Újvári Gábor, Németh Tibor, Kovács János, Varga György: Középgrönlandi jégben megőrzött ~20 ezer éves légköri aeroszol eredete: agyagásványtani és Sr, Nd, Pb izotópos bizonyítékok

9.45 – 10.05

Filep Ágnes, Bozóki Zoltán, Hitzenberger Regina, Szabó Gábor: Széntartalmú részecskék forrásának azonosítása optikai tulajdonságaik és méretük alapján

10.05 – 10.25

Major István, Bán Sándor, Balogh Csaba, Molnár Mihály: Magas aeroszol koncentrációjú időszakokban gyűjtött minták vizsgálata C-14 módszerrel

10.25 – 10.55

Poszterek, kávészünet

nagytávolságú

transzportjának

VI. szekció 10.55 – 11.15

Krassován Krisztina, Kertész Zsófia, Imre Kornélia és Gelencsér András: Másodlagos eredetű foszfor szárazföldi finom aeroszolban

11.15 – 11.35

Jancsek-Turóczi Beatrix, Hoffer András, Tóth Ádám, Kováts Nóra, Ács András, Gelencsér András: Különböző aeroszolforrás-típusok ökotoxicitása

11.35 – 11.55

Molnár Mihály, Koltai Gabriella, Major István, Orsovszki Gergely, Siklósy Zoltán, Leél-Őssy Szabolcs, Török Zsófia, Kertész Zsófia, Ivo Svetlík: A Baradla-barlangban a cseppkövekre kirakódott korom vizsgálatának tanulságai

11.55 – 12.15

Molnár Ágnes, Bécsi Zsuzsanna, Benkő Diána: Az aeroszol részecskék tulajdonságai háttérlevegőben

12.15 – 12.35

Gácser Vera, Molnár Ágnes: Stabil időjárási helyzetek hatása a budapesti levegőminőségre

12.35 – 12.55

Furu Enikő, Katona – Szabó Ilona, Angyal Anikó, Szoboszlai Zoltán, Török Zsófia és Kertész Zsófia: Aeroszol szennyezettség vizsgálata villamos pályaépítés mentén Debrecenben

12.55 – 13.15

Angyal Anikó, Kertész Zsófia, Ferenczi Zita, Furu Enikő, Szoboszlai Zoltán, Török Zsófia, Szikszai Zita: Debreceni városi aeroszol forrásai szmog ideje alatt

13.15 – 13.30

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia Zárszava

13.30 – 14.30

Ebédszünet

14.30 – 15.30

Laborlátogatás (AMS Labor, Ionnyaláb Alkalmazások Laboratóriuma) 4

Poszterek Filep Ágnes, Palágyi Andrea, Kovács Laura, Manczinger László, Vágvölgyi Csaba, Bozóki Zoltán, Szabó Gábor: Légköri aeroszol minták fizikai, kémiai és ökotoxikológiai jellemzése Kohut Attila, Metzinger Anikó, Márton Zsuzsanna, Linus Ludvigsson, Knut Deppert, Galbács Gábor és Geretovszky Zsolt: Szikrakisüléses nanorészecske generátor emissziós spektroszkópiai vizsgálata Cu nanorészecskék előállítása közben Nagy Attila, Czitrovszky Aladár, Kerekes Attila, W.W. Szymanski: Terepi optikai mérések aeroszolok forrásazonosításának céljából Furu Enikő, Kertész Zsófia, Matjaž Kavčič: Klór kémiai állapotának meghatározása aeroszol mintákban nagy feloldású hullámhossz-diszperzív PIXE módszerrel Papp Enikő, Angyal Anikó, Furu Enikő, Szoboszlai Zoltán, Török Zsófia, Kertész Zsófia: Légköri aeroszol vizsgálata tömegközlekedési eszközökön ionnyaláb-analitikai módszerekkel Utry Noémi, Ajtai Tibor, Smausz Tamás, Hopp Béla, Bozóki Zoltán: Lézeres abláció által generált aeroszolok fotoakusztikus vizsgálata

5

XI. Magyar Aeroszol Konferencia

ELŐADÁSOK

6

LÉGKÖRI AEROSZOL: AZ EGÉSZSÉGKÁROSÍTÓ HATÁSTÓL AZ ÉGHAJLATMÓDOSÍTÁSIG Gelencsér András Pannon Egyetem, Környezettudományi Intézet, MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport 8200 Veszprém, Egyetem utca 10., E-mail: [email protected] A XXI. század hajnalán az emberiség a légkörrel kapcsolatban egy új jelenséggel kényszerült megbarátkozni, amit angol nyelven Atmospheric Brown Clouds (ABC) elnevezéssel illetünk. Ez a fogalom döntően széntartalmú aeroszolrészecskékből álló, kontinentális léptékű és tartós levegőszennyezést jelent. A nagyvárosi levegőszennyezésből „kinőtt” sajátos összetételű fotokémiai szmogtakaró alapjaiban rajzolja át azt a képet, ami a légköri aeroszol éghajlati hatásaival kapcsolatban a tudományos közvéleményben a 20. század végére kialakult. A légköri aeroszol klasszikus hűtő hatását a korom és szerves részecskék egyre növekvő arányával jellemezhető szmog egyre kevésbé képes biztosítani. Az üvegházhatású gázok töretlenül növekvő koncentrációja mellett ez sem jó hír a 21. század várható éghajlati változásait illetően. A jelenség és hatásainak leírását, értelmezését, a jövőbeni változások előrejelzését nagymértékben megnehezíti a széntartalmú légköri aeroszol koncentrációjának, összetételének és tulajdonságainak változékonysága, nevezéktani és méréstechnikai problémák sokaságával súlyosbítva. Például az egyértelműnek tűnő korom fogalma is rendkívül eltérő morfológiájú, méretű, abszorpciós képességű részecskék halmazát takarja, amelynek légköri mérésére a mai napig nem létezik egységes elvű módszer. Hasonlóképpen problémás a korom és a humuszszerű vegyületek kontinuumának megkülönböztetése, a részecskefázisú légköri átalakulások nyomonkövetése, az optikai tulajdonságok számítása, a higroszkópos növekedés és aktiválódás modellezése, a források azonosítása, hogy csak a legfontosabbakat említsük. Az új fogalom kiváló példa arra, hogyan válik helyi, elsődlegesen az emberek egészségét veszélyeztető levegőszennyezési problémák sokaságából a légköri sugárzásátvitelt és időjárást kontinensnyi léptékben bizonyíthatóan befolyásoló jelenség, ami napjainkra globális éghajlatmódosító tényezővé lépett elő. Köszönetnyilvánítás A kutatás a TÁMOP-4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválósági Program – hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom Ramanathan, V., C. Chung, D. Kim, T. Bettge, L. Buja, J.T. Kiehl, W.M. Washington, Q. Fu, D.R. Sikka, and M. Wild (2005), Atmospheric brown clouds: Impacts on South Asian climate and hydrological cycle, PNAS 15, 5326–5333. Engling, G., Gelencsér, A. (2010), Atmospheric Brown Clouds: From local air pollution to climate change, Elements 6, 223–228, 2010.

7

AZ AEROSZOLOK EMBERI EGÉSZSÉGRE GYAKOROLT HATÁSÁNAK JELLEMZÉSE Balásházy Imre MTA Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33, E-mail: [email protected] Bevezetés Az emberre ható környezeti ártalmak számottevő része aeroszolok belégzéséhez kapcsolódik. Földünkön a gyermekhalál 30%-a, a leggyakoribb fertőző és allergiás betegségek vagy a tüdőrák leginkább aeroszol részecskék inhalációjának következménye. A városi levegő nagy részecskekoncentrációja, az ipari és mezőgazdasági létesítményektől származó mérgező porok, a dohányzás és általában a toxikus, allergén és karcinogén anyagok belégzése, valamint a radioaktív aeroszolok inhalációja a biofizika, a környezetfizika, az egészségvédelem és a sugárvédelem fontos területévé vált. Az Európai Unió kiemelt figyelmet fordít a légszennyezésből származó káros egészségi hatások kutatására. A gyógyszerek szervezetbe történő gyors és noninvazív bejuttatásának is egy lehetséges módját jelenti az aeroszol formában történő inhaláció, ezért az aeroszol gyógyszerek térhódítása az utóbbi időben igen jelentős volt és e tendencia minden bizonnyal folytatódik. A belélegzett aeroszolok egészségre gyakorolt hatását számos paraméter együttesen határozza meg. A legfontosabb paraméter típusokat az 1. ábra foglalja össze.

A BIOLÓGIAI HATÁST BEFOLYÁSOLÓ LEGFONTOSABB TÉNYEZŐK 1. Az aeroszol tulajdonságai. 2. A légzőrendszer jellemzői. 3. A légzés módja. 4. Az egész szervezet sajátosságai. (Egyéni érzékenység, egészségi állapot.) 5. A külső erőterek. 6. A dózis és a dózisintenzitás. (A hatás elemzésének leggyakoribb paraméterei.)

1. ábra. Az aeroszolok egészségre gyakorolt hatásának kulcsparaméterei

Az aeroszolok jellemzői közül, az egészségre gyakorolt hatást illetően, a részecskeméret eloszlás, a részecske alak, a részecske dinamika, az oldékonyság és a toxicitás (kémiai-, fizikai-, biológiai- és radio-toxicitás) a legfontosabb tényezők. A biológiai válaszban természetesen szerepe van még a levegő hőmérsékletének, páratartalmának és nyomásának is. Az inhalábilis, azaz a bronchusokig megszokott légzési mód mellett reális valószínűséggel belélegezhető részecskeméret-tartomány az 1 nm-től 10 μm-ig terjedő intervallum. A respirábilis, azaz a légzőhólyagokig, más szóval alveolusokig is lejutó részecskék jellemző mérettartománya 5 nm-től 5 μm átmérőig terjed. Természetesen ezek nem éles határok, és a részecskeméreten kívül számos egyéb paramétertől is függ, hogy egy belélegzett részecske meddig jut el a légzőrendszerben. A 2. ábra a légzőrendszeri aeroszol depozíció karakterisztikus frakcióit írja le a részecskeméret függvényében, felnőtt nő esetében, ülő pozíciónak megfelelő légzési módnál. A számítások a sztochasztikus tüdőmodellünkkel készültek. Mint látható, az orr jóval jobb szűrő, mint a száj, ezért poros levegőben szinte mindig az orrlégzés javasolható. 8

TELJES ÉS REGIONÁLIS DEPOZÍCIÓS FRAKCIÓK

2. ábra. Humán légzőrendszeri depozíciós frakciók a részecskeméret függvényében orr- és szájlégzésnél, ülő légzési módnál, felnőtt nő esetében A belélegzett részecskék egy része kiülepszik a légzőrendszerben. Ezek jelentős hányadát valamely tisztulási folyamat eltávolítja a kiülepedés helyétől. A kiülepedett részecskék bekerülhetnek a véráramba, vagy beépülhetnek a tüdőszövetbe. A véráramba került részecskék kinetikája igen változatos lehet. A nanorészecskék szervezeten belüli útvonala még jórészt ismeretlen. A ki nem ülepedett részecskéket előbb-utóbb kilélegezzük. Az 1 nm–100 nm-es részecskék légzőrendszeri kiülepedését alapvetően a diffúzió határozza meg, az 1 μm feletti részecskeátmérőknél általában az impakció, azaz a tehetetlen ütközés a domináns depozíciós mechanizmus, de igen lassú légzésnél a gravitációs ülepedés is lehet az uralkodó kiülepedési folyamat. Időben változó méretű részecskék (párolgó, szublimáló, higroszkopikus, aggregálódó vagy koaguláló részecskék) depozíciója sajátos kiülepedés-eloszlást eredményezhet. Ha a részecskék elektrosztatikusan töltöttek vagy mágnesesek, akkor külső térrel erősen módosítható a légúti viselkedésük. A légzőrendszernek számos betegsége ismert, melyek erősen befolyásolhatják a belélegzett részecskék depozícióeloszlását, tisztulását, valamint a biológiai hatását. Légzőrendszeri allergia esetén ugyanabban a légtérben megfulladhat az egyik ember, míg a másik észre sem veszi a szennyezést. A legismertebb veszélyes aeroszolok a dohányfüst, a radon-leánytermékek, a városi aeroszolok, az azbeszt, a gumipor és a nanoaeroszolok. Mindezek légzőrendszeri depozícióját és tisztulását többféle numerikus modellel számoljuk. Modelljeink Kerekes et al. (2009, 2012) kísérleti berendezésein validálásra kerülnek. Köszönetnyilvánítás A kutatást a KTIA_AIK_12-1-2012-0019 szerződésszámú projekt támogatta. Irodalom Kerekes, A., Nagy, A., Czitrovszky A., 2009. Experimental air flow and deposition studies with hollow bronchial airway models. J. Aerosol Med. 22, 2, 175-176. Kerekes, A., Nagy, A., Czitrovszky A., 2012. Theoretical and experimental investigation of aerosol deposition in realistic human airway model. European Aerosol Conference EAC2012, Sept. 2-7. Granada, Spain, A-WG06S1P30, P253, 1094. 9

A PORVIHAROK ÉS A HULLÓPOROS SZEDIMENTÁCIÓ JELENTŐSÉGE A PALEOTALAJOK KIALAKULÁSÁBAN – AVAGY A LÉGKÖRI POR MENNYISÉGÉNEK VÁLTOZÁSAI A FÖLDTÖRTÉNETI MÚLTBAN Varga György1, Kovács János2,3, Bradák Balázs1, Szeberényi József1, Kiss Klaudia1 1

MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajzi Intézet, 1112 Budapest, Budaörsi u. 45., [email protected] 2 Pécsi Tudományegyetem, Földtani Tanszék, 7624 Pécs, Ifjúság u. 6., 3 Pécsi Tudományegyetem, Szentágothai János Kutatóközpont, Geoanalitikai Kutatócsoport, 7624 Pécs, Ifjúság u. 20. Bevezetés A szél által légkörbe juttatott, majd onnan különböző folyamatok hatására kiülepedett ásványi porral kapcsolatos vizsgálatok a globális éghajlati és egyéb környezeti kutatások homlokterébe kerültek az elmúlt évtizedben. Mindezen kutatások rámutattak és bizonyították, hogy az eolikus eredetű ásványi aeroszol részecskék szerepe Földünk éghajlati rendszerében sokkal többrétűbb, mint korábban gondoltuk (Pósfai és Buseck, 2010). Különösképpen igaz ez egyes földtörténeti periódusokra, amikor a légköri por mennyisége a mainak akár 15–20szorosa is lehetett (Kohfeld és Harrison, 2001). A plio-pleisztocén hullóporos eredetű üledékek hazai rétegsorai is egy ilyen jellegzetes klimax állapotot archiváltak számunkra (Varga, 2011). A hazánk területének csaknem felét fedő lösz-paleotalaj sorozatainak elemzésével, kiegészítve a feküjüket képező – gyakran szintén hullóporos eredetű – vörösagyagok rétegsoraival, a Kárpát-medence elmúlt 3,5 millió évének paleoklimatológiai és őskörnyezeti változásait ismerhetjük meg, valamint információkat szerezhetünk a légköri por mennyiségére vonatkozóan is. Az egynemű fakó sárga lösz alapanyagát a pleisztocén kori intenzív porviharok szállították és ülepítették le. A hideg-száraz éghajlat nem kedvezett a mállási folyamatoknak, így a felhalmozódott poranyagból lösz képződhetett. A meleg-nedves interglaciálisokban a löszréteg felső része talajosodott. Ezek a sötétebb sávok a későbbi glaciálisokban újra eltemetődtek és paleotalajként őrizték meg egykori melegebb klímaszakaszt. Ezt a klasszikus löszrétegtani megközelítést az új kutatási eredmények tükrében kiegészíthetjük a löszöket tagoló paleotalajok akkréciós – a porhullással egyidejű, szingenetikus – kialakulásának kérdéskörével. Ebben az esetben a talajok nem a fekü képződmény talajosodási folyamatok során történő átalakulásával képződnek, hanem a felmelegedési időszakokban is jelenlévő hullóporos szedimentáció eredményeként alakulnak ki (Varga et al. 2012). Módszerek Az elmúlt évek során a Kárpát-medence legjelentősebb hullóporos eredetű rétegsorait elemeztük, mely során különféle rétegtani, üledékföldtani, geomorfológiai, mikromorfológiai, geokémiai és geofizikai módszereket alkalmaztunk. A vizsgált feltárások és korábbi, publikált eredmények alapján összeállított elvi rétegoszlop egységeit globális referencia görbékkel korreláltuk. A hullóporos szedimentáció mechanizmusának pontosabb megértéséhez a polimodális szemcseeloszlás görbéket matematikai-statisztikai módszerekkel üledékpopulációkra bontottuk, recens porhullásos események granulometriai adatait is figyelembe véve. Így elkülöníthetővé válnak a (1) helyi porviharos epizódokhoz köthető durvább szemcsék, a (2) 10

csaknem állandó háttérporból, nagy szállítási távolság után kiülepedő agyag és finom kőzetliszt méretű frakciók, valamint a (3) talajosodási, újratalajosodási folyamatok révén képződött üledékkomponensek. Továbbá azonosíthatóvá válnak a paleotalajok akkréciós eredetének nyomai is. Rövid diszkusszió A hazai vörösagyag-lösz-paleotalaj sorozatok egységes rendszerként történő elemzése révén egy 3,5 millió évre visszamenő hullóporos üledéksor adatira támaszkodhatunk a légköri por mennyiségének rekonstrukciós vizsgálatai során. A löszök feküjében található pliocén és alsó-pleisztocén vörösagyagok eolikus eredetének tisztázása kulcsfontosságú ebben a sorozatban. A vizsgát vörösagyag minták szemcseeloszlási jellemzői az üledékpopulációkra történő felbontás és újabb szempontú értékelés alapján jól beleillenek a hullóporos rendszer jellemzői közé, de jelentősen eltérnek más üledékképződési környezethez (lakusztrikus, fluviális) köthető képződmények granulometriai profiljától. Az elektronmikroszkópos felvételeken szintén jól láthatók a szél általi szállítás során keletkezett ütközési nyomok és rovátkák a szemcséken. A kvarcszemek löszök anyagához hasonló félszögletes (szubanguláris) és szögletes alakja is jól mutatja, hogy szél által szállított anyagról van szó (Kovács, J. 2008; Kovács et al. 2008). A vörösagyagok képződése utáni szárazodás a porhullások intenzitásának növekedéséhez vezetett, és megindult a legidősebb löszeink kialakulása. Az alsó-pleisztocén löszsorozatokat tagoló vörös paleotalajok szemcseeloszlási adataik alapján eltérnek a löszökből talajosodási folyamatok által kialakult paleotalajoktól, illetve nagyfokú hasonlóságot mutatnak a Földközi-tenger térségekben található terra rossákkal (, melyek képződésében domináns szerepet játszott a szaharai por). A fiatalabb (felső-pleisztocén) lösz-paleotalaj sorozatok (pl. Verőce) finomrétegtani és részletes üledékföldtani elemzésével szintén felismerhető a hullópor jelentősége a talajképződésben (Bradák, B. et al. in prep). Irodalom Bradák, B., Kiss, K., Barta, G., Szeberényi, J., Markó, A., Józsa, S., Varga, Gy., Novothny, Á., Kovács, J., Mészáros, E., Szalai, Z. (in prep). Development of parallel palaeoenvironments during the Late Pleistocene identified in Verőce outcrop, Hungary – Preliminary results. Quaternary International. Kohfeld, K.E., Harrison, S.P. 2001. DIRTMAP: the geological record of dust. Earth-Science Reviews 54. (1–3) pp. 81–114. Kovács, J. 2008. Grain-size analysis of the Neogene red clay formation in the Pannonian Basin. International Journal of Earth Sciences 97. (1) pp. 171–178. Kovács, J., Varga, Gy., Dezső, J. 2008. Comparative study on the Late Cenozoic red clay deposits from China and Central Europe (Hungary). Geological Quarterly 52. (4) pp. 369–382. Varga, Gy. 2011. Similarities among the Plio–Pleistocene terrestrial aeolian dust deposits in the world and in Hungary. Quaternary International 234. (1–2) pp. 98–108. Varga, Gy., Kovács, J., Újvári, G. 2012. Late Pleistocene variations of the background aeolian dust concentration in the Carpathian Basin: an estimate using decomposition of grain-size distribution curves of loess deposits. Netherlands Journal of Geosciences – Geologie en Mijnbouw 91. (1–2) pp. 159–171.

11

ÚJRÉSZECSKE-KELETKEZÉS K-PUSZTAI HÁTTÉRLEVEGŐBEN (2008-2012) Bécsi Zsuzsanna 1, Molnár Ágnes 2, Imre Kornélia 2 és Pasi P. Aalto 3 1

Föld-és Környezettudományi Intézeti Tanszék, Pannon Egyetem, 8201 Veszprém, Pf. 158, E-mail: [email protected] 2 MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport, Pannon Egyetem, 8201 Veszprém, Pf. 158 3 Department of Physics, University of Helsinki, FI-00014 Helsinki, P.O. Box 64

Bevezetés A finom aeroszol részecskék számos légköri folyamatban játszanak fontos szerepet és közismert az éghajlatra és az emberi egészségre gyakorolt hatásuk. Újrészecske-keletkezési események az egész világon megfigyelhetőek mind szennyezett városi, mind tiszta háttérlevegőben. Hasonlóképpen az újrészecskék képződését Magyarországon is megfigyelték szennyezett városokban, mint pl. Budapesten (Salma et al. 2011; Borsós et al. 2012) és háttérlevegőben is pl. K-pusztán (Yli-Juuti et al. 2009; Bécsi et al. 2011; Bécsi et al. 2012). Ahogy korábbi eredményeink is mutatták, K-pusztán újrészecske-keletkezés gyakran előfordul: az esemény típusú napok gyakorisága tavasszal és ősszel (szeptemberben) a legnagyobb (Bécsi et al. 2011; Bécsi et al. 2012). Ebben a munkában a k-pusztai mérőállomáson a 2008. november és 2012. december közötti időszakban megfigyelt részecskekeletkezéssel kapcsolatos eredményeinket foglaltuk össze. A DMPS a részecskéket elektromos mozgékonyságuk alapján különböző méretosztályokba csoportosítja és a méreteloszlásukat az 1µm alatti átmérő tartományban adja meg. A napi DMPS spektrumok alapján az osztályozást (esemény, nem-esemény, jellegtelen/meghatározatlan típus, hiányzó/rossz adat) a nemzetközi ajánlásoknak (Dal Maso et al. 2005) megfelelően végeztük el, valamint vizsgáltuk a különböző részecskekeletkezési típusok évszakos eloszlását, gyakoriságát is (1. táblázat). 1. táblázat. A részecskekeletkezési események statisztikája (2008. nov.-2012. dec.), K-puszta

A méreteloszlás adatok alapján egyebek mellett vizsgáltuk, hogy a napi maximum számkoncentráció melyik mérettartományban, milyen gyakorisággal volt mérhető (1. ábra). Ennek alapján azt találtuk, hogy míg a nukleációs módus (< 25 nm) gyakorisága tavasszal és nyáron, addig az Aitken módusé (25-100 nm) nyáron volt a legnagyobb. Az akkumulációs módus (˃ 100 nm) gyakorisága télen volt a legnagyobb, míg tavasszal és nyáron a legkisebb.

12

1. ábra. A napi maximum koncentrációk évszakos gyakorisága a különböző mérettartományokban (2009-2012) K-pusztán A frissen képződött részecskék növekedési és keletkezési sebességét a szakirodalomban használt módszerek alapján becsültük (Hirsikko et al. 2005; Yli-Juuti et al. 2009). Eredményeink szerint a k-pusztai levegőben keletkező részecskék növekedési és keletkezési sebessége is változékony. Köszönetnyilvánítás A szerzők köszönetet mondanak a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0064 azonosítójú projekt (A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.); valamint az EU FP7-es ACTRIS (No. 262254) projekt támogatásáért. Irodalom Salma, I., Borsós, T., Weidinger, T., Aalto, P., Hussein, T., Dal Maso, M., Kulmala, M., 2011. Atmos. Chem. Phys., 11, 1339–1353. Borsós, T., Řimnáčová, D., Ždímal, V., Smolík, J., Wagner, Z., Weidinger, T., Burkart, J., Steiner, G., Reischl, G., Hitzenberger, R., Schwarz, J., Salma, I., 2012. Sci. Total Environ. 433, 418–426. Yli-Juuti, T., Riipinen, I., Aalto, P.P., Nieminen, T., Maenhaut, W., Janssens, I.A., Claeys, M., Salma, I., Ocskay, R., Hoffer, A., Imre, K., Kulmala, M., 2009. Boreal Env. Res. 14, 683-698. Bécsi, Zs., Molnár, A., Imre, K., Nieminen, T., Hakala, J., Petäjä, T., Kulmala, M., 2011. New aerosol particle formation and event classification in Hungarian background air at K-puszta. EAC 2011, Manchester, 4-9 Sept. 2011. Bécsi, Zs., Molnár, A., Imre, K., Nieminen, T., Hakala, J., Petäjä, T., Kulmala, M., 2012. New particle formation events in Hungarian background air at K-puszta, 2008-2011. EAC 2012, Granada, 2-7 Sept. 2012. Dal Maso, M., Kulmala, M., Riipinen, I., Wagner, R., Hussein, T., Aalto, P.P., Lehtinen, K.E.J., 2005. Boreal Env. Res. 10: 323-336. Hirsikko, A., Laakso, L., Hõrrak, U., Aalto, P., Kerminen, V.-M., Kulmala, M., 2005. Boreal Env. Res. 10, 357-369.

13

A LÉGKÖRI NUKLEÁCIÓ JELENTŐSÉGÉNEK MINŐSÍTÉSE VÁROSI KÖRNYEZETEKBEN Salma Imre, Németh Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai Intézet, 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A, E-mail: [email protected] Bevezetés Az aeroszol részecskék között a 100 nm-nél kisebb átmérőjű, ún. ultrafinom (UF) részecskék találhatóak legnagyobb (80% körüli) arányban a levegőben. Fő keletkezési folyamataik a magashőmérsékletű folyamatok emissziója és a légköri nukleáció. Legfontosabb emissziós források a közúti közlekedés, az égetés, a háztartási fűtés és tüzelés. A nukleáció egy elsőrendű fázisátmenet, amelyben légnemű összetevők keverékében fotokémiai oxidációval új aeroszol részecskék keletkeznek. A nukleáció gyakorisága Budapest belvárosában éves szinten 27%, és az újrészecske-képződés intenzitásának átlagértéke és szórása (4.2 2.5) cm–3 s–1 (Salma et al., 2011). Városokban az említett képződési folyamatok együttesen jelentkeznek. A részecskék tulajdonságai közötti összefüggések, valamint hatásaik jobb megértése végett szükséges a képződési típusok elkülönítése, és az egyes képződési folyamatok relatív jelentőségének minősítése. Módszerek Kísérleteinket elektromos mozgékonyságon alapuló részecskeméret szeparátorral (DMPS, Differential Mobility Particle Sizer) végeztük. A mérőrendszerrel aeroszol részecskék számának méreteloszlását határoztuk meg 6–1000 nm átmérőtartományban 10 perces időfelbontással. Folyamatos terepi méréseket végeztünk Budapest 4, különböző típusú környezetében: városiközeli-háttérben (KFKI, 2 hónap nyáron), nyitott, belvárosi helyszínen (ELTE Lágymányosi Telephely, 1 év), belvárosi utcakanyonban (ELTE, Rákóczi út 5., 2 hónap tavasszal) és egy közlekedési helyszínen (Várhegy-alagút, 2 hét). A méreteloszlások időváltozásának vizsgálatával a mérési napokat nukleációs és nukleációmentes csoportokba osztályoztuk. A mért adatokból 6 és 100 nm közötti átmérőjű részecskék koncentrációját (N6 100), valamint a 100–1000 nm átmérőjű részecskék koncentrációját (N100 1000) határoztuk meg. Az előbbi az UF részecskéket fejezi ki, míg utóbbi egy nagyobb térbeli és időbeli (regionális) skálán jellemzi az aeroszolt. A koncentrációkat különböző szempontok szerint átlagoltuk, és elkészítettük az átlagok napi menetét. Eredmények Első alkalommal vezettük be a nukleációs tényezőt (NSF, nucleation strength factor, Salma et al., 2013), amely a nukleáció járulékát fejezi ki az UF részecskék koncentrációjához a regionális aeroszolra vonatkoztatva az összes képződési folyamat hasonló járulékához viszonyítva a következő módon: N6 NSF

N6

100

100

N100

N100

1000

1000

nukleációs napok

.

(1)

nemnukleációs napok

14

A modell feltételei városokban és hosszabb idejű mérések alkalmával általában teljesülnek.

background city centre street canyon

Nucleation strength factor

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

00:00

03:00

06:00

09:00

12:00

15:00

18:00

21:00

24:00

Time [hh:mm]

1. ábra. A nukleációs tényező (NSF) átlagos napi menete Budapest különböző típusú környezeteiben. A görbék 1 órást símítást mutatnak. A vízszintes vonal azt az értéket jelzi, amelynél a nukleáció relatív járuléka nagyobbá válik, mint az összes többi képződési folyamaté. A nukleációs tényező napi átlagértéke és szórása a városközeli-háttérben, belvárosban és az utcakanyonban rendre 1.71 0.69, 1.42 0.26 és 1.29 0.37. A nukleáció tehát jelentős mértékű, és járuléka csökken az antropogén hatással. Nyáron a napi átlagos relatív járulék a városközeli-háttérben 42% az összes többi emissziós és képződési folyamattal összehasonlítva, és 9:00 18:00 óra között döntővé válik (1. ábra). Ilyenkor a nukleáció tekinthető az UF részecskék fő képződési folyamatának. A másik két belvárosi helyszínen a napi átlagos relatív járulék rendre 30% és 23%. A járulékok 13 óra körül még a belvárosi helyszíneken is elérik az 50%-ot. Mindez azt mutatja, hogy a légköri nukleáció egészségügyi hatásait is figyelembe kell venni városokban az éghajlati következmények mellett. A nukleáció az átlagos részecskeszám méreteloszlásokat kevésbé befolyásolja, de a medián részecske átmérők változnak a különböző városi környezetekben. Köszönetnyilvánítás A kutatást az Országos Tudományos Kutatási Alap támogatta a K84091 szerződés alapján. Köszönjük Balásházy Imre, KFKI Atomenergia Kutatóintézet, Dezső Tamás és Knipf Erzsébet, ELTE BTK és Ramotsáné Menyhért Ágnes, BFFH támogató segítségét a külső helyszíneken végzett mérések során. Irodalom Salma, I., Borsós, T., Weidinger, T., Aalto, P., Hussein, T., Dal Maso, M., Kulmala, M., 2011. Production, growth and properties of ultrafine atmospheric aerosol particles in an urban environment. Atmos. Chem. Phys. 11, 1339–1353. Salma, I., Borsós, T., Németh, Z., Aalto, P., Kulmala, M., 2013. Comparative study of ultrafine atmospheric aerosol within a city. Submitted.

15

A BUDAPESTI LÉGKÖRI NUKLEÁCIÓ FORRÁSTERÜLETEINEK VIZSGÁLATA Németh Zoltán, Gede Mátyás és Salma Imre Eötvös Loránd Tudományegyetem, Kémiai Intézet 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/A, E-mail: [email protected] Bevezetés Az ultrafinom aeroszol részecskéknek (d<100 nm) kiemelt szerepük van az éghajlat alakításában, és egészségügyi többletkockázatot jelentenek. A részecskék egyik fő képződési folyamata a légköri nukleáció. Budapest belvárosában éves skálán 27% ban fordul elő új aeroszol részecskék képződése és növekedése. A nukleálódó légtömeg térbeli kiterjedésének és eredetének meghatározása fontos az ultrafinom aeroszol részecskék hatásainak és következményeinek megértése szempontjából (Kristensson et al., 2008). Módszerek Terepi méréseket végeztünk differenciális mozgékonyságon alapuló részecskeméret szeparátorral (DMPS, Differential Mobility Particle Sizer), amellyel aeroszol részecskék méreteloszlását határoztuk meg 6 1000 nm átmérőtartományban 30 csatornában 10 perces időfelbontásban. A méréseket 2008. november és 2009. november között az ELTE Lágymányosi Telephelyén (belváros), míg2012. január és 2013. január között az MTA-CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézetben (városközeli háttér) végeztük. Meteorológiai adatokat is regisztráltuk mindkét helyszínen. A mérési napokat nukleációs és nemnukleációs napokra osztályoztuk. A nukleációs napokon meghatároztuk az új aeroszol részecskék keletkezésének legkorábbi(t1) és legkésőbbi időpontját (t2), továbbá a részecskék növekedésének végső időpontját (tend) az egyes csatornák tartalmának eloszlása alapján. Ezeket az adatokat bemenő paraméterekként használtuk a HYSPLIT számítógépes modell futtatásához (Draxler és Rolph, 2013). A részecskék növekedésének végső időpontjától óránként, visszafelé számolt trajektóriákat határoztunk meg a részecskék keletkezésének kezdetéig 200, 500 és 2300 m es érkező magasságon a két mérési helyszínen. A meteorológiai adatokból a szélsebesség és szélirány eloszlását határoztuk meg nukleációs és nukleációmentes napokra. Eredmények Az ELTE Lágymányosi Telephelyén a nukleációs és nukleációmentes napok esetén a szélsebesség átlaga és szórása rendre (3,1 1,7) m s-1 és (2,8 1,9) m s-1volt. Városközeli háttér esetén ezek az értékek rendre (0,46 0,58) m s-1és (0,25 0,43) m s-1voltak. Az adatok alapján új aeroszol részecskék képződése esetén az átlagos szélsebesség nagyobbnak tűnik, mint nukleációmentes napokon, hasonlóan az átlagos szélsebességekhez [rendre (3,0 1,9) és (0,24 0,43) m s-1]. Belvárosi mérési helyszínen nukleáció esetén délkeleti és északnyugati volt az uralkodó szélirány (1. ábra), míg a városközeli háttérben délnyugati és déli szélirány kapcsolható leginkább a nukleációs időszakhoz. A belvárosban nukleációmentes napokon az uralkodó szélirány északkeleti-északi, míg a városközeli háttérben marad a délnyugati irány, azonban jelentőssé válik az északi szél is.

16

1. ábra. Szélirány és szélsebesség nukleációs napokon az ELTE Lágymányosi Telephelyén

2. ábra. Budapest belvárosába érkező nukleálódó légtömegek eredete

A trajektória-számítás során minden nukleációs napon egy (2n+1) pontból álló területet jelöltünk ki, ahol n a részecskék növekedésének végső időpontja (tend) és a nukleációs folyamat kezdetének legkésőbbi időpontja (t2) közötti egész órák száma. Ez a forrásterület a legkésőbbi és legkorábbi trajektória végpont-párok által határolt poligon. A területeket térképen ábrázoltuk. Az átfedő trajektóriák színe egyre vörösebb a térképen (2. ábra). Számításaink alapján mindkét helyszín esetén az északnyugati és dél-délkeleti irány köthető leginkább a nukleációs eseményekhez. A trajektóriák azt mutatják, hogy a légtömegek eredete gyakran túlnyúlik a Kárpát-medence térségén, és összhangban vannak a mérési helyszíneken regisztrált meteorológiai adatokkal. Köszönetnyilvánítás A kutatást az Országos Tudományos Kutatási Alap támogatta a K84091 szerződés alapján. Irodalom Draxler, R.R., Rolph, G.D., 2013. HYSPLIT Model access via NOAA ARL READY Website (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php). NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD. Kristensson, A., Dal Maso, M., Swietlicki, E., Hussein, T., Zhou, J., Kerminen, V.-M., Kulmala, M., 2008. Tellus 60B, 330–344.

17

A LEVEGŐ KÉMIAI ÖSSZETÉTELÉNEK HATÁSA A KONDENZÁCIÓS MAG TÖMEGÉNEK VÁLTOZÁSÁRA Geresdi István1, Schmeller Gabriella2 1

Pécsi Tudományegyetem, Földrajzi Intézet 7624 Pécs, Ifjúság útja 6., E-mail: [email protected] 2 Pécsi Tudományegyetem, Földrajzi Intézet 7624 Pécs, Ifjúság útja 6., E-mail: [email protected] Bevezetés A levegő kémiai összetétele és a vízcseppek kialakulása és növekedése között erős kölcsönhatás van. A vízcseppek kialakuláshoz szükséges kondenzációs magvak a légkörben lejátszódó kémiai folyamatok során alakulnak ki. A kondenzációs magvak leggyakrabban (NH4)2SO4-ot, NaCl-ot, illetve szerves anyagokat tartalmazó, vízben részben, vagy teljesen oldódó részecskék. Az (NH4)2SO4 a szárazföldek felett SO2-ból és NH3-ból, az óceánok felett pedig a víz felszínén lebegő növények által termelt dimetil-szulfidból képződik (Geresdi et al., 2006). Mivel az vízben jól oldódó aeroszol részecskék átlagosan ötször vesznek részt felhőképződésben mielőtt a felszínre hullanának, nemcsak az aeroszol részecskék vannak hatással a felhőkben lejátszódó fizikai folyamatokra, de a felhők is befolyásolják ezen részecskék kémiai és fizikai tulajdonságait. A kutatás során azt vizsgáljuk, hogy a levegő kémiai összetétele, hogyan befolyásolja a S(VI) kialakulását, és ezen keresztül a kondenzációs magvak tömegének változását a vízcseppekben. Az oldott kén-dioxid az oldódás hatására az úgynevezett S(IV) formákba (SO2(aq), HSO3- vagy SO32- ) kerül, az oldat pH-jától függő kémiai összetételben. Az oldódás közben H+-ionok szabadulnak fel. A csapadékvíz átlagos pH-ja 5-6 közötti, ezért a HSO3- ion lesz a domináns. Ezek az ionok oxidáló anyagok hatására (pl. O3, H2O2) S(VI)-vá alakulnak. Az S(VI) forma 6-os oxidációs állapotot jelent, tehát HSO4- vagy SO42- ionokat. A további reakciók szempontjából kiemelkedő fontosságú a szulfát-ionok (SO42-) képződése. A hőmérséklet és a pH változása erőteljesen hat ezen ionos formák előfordulására, illetve koncentrációjára. A vízcseppben jelenlévő kén az ammónia mennyiségének függvényében semlegesítődik, és ammónium-szulfátot vagy ammónium-biszulfátot alkot. A kutatás első fázisában, egy ún. boksz modell segítségével végeztünk számításokat. Feltételezzük, hogy a vízcseppek 0,1 µm átmérőjű ammónium-szulfát részecskén alakultak ki. Két különböző esetre végeztünk számításokat. Az első esetben a vízcseppek sugara 10 µm, a koncentrációja 100 db/cm3 volt, a második esetben a vízcseppek mérete 100 µm, a koncentrációja 0,1 db/cm3 volt. A két különböző esettel azt kívánjuk vizsgálni, hogy az oldat kezdeti pH-ja hogyan befolyásolja a vízcseppekben lejátszódó kémiai folyamatokat. Megvizsgáljuk továbbá, hogy a H2O2 és az O3, mint oxidáló tulajdonságú gázok, a vízcseppekben oldódva milyen mértékben járulnak hozzá az S(IV) →S(VI) átalakuláshoz, illetve a pH függvényében milyen hatékonysági eloszlást mutatnak. Megállapítható a kiindulási ammónium-szulfát részecske tömegnövekedése az S(IV) → S(VI) átalakulás során. A számítások során állandónak tekintettük a SO2, az NH3, a H2O2 és az O3 keverési arányát, amely rendre 500 ppbv, 200 ppbv, 5 ppbv és 50 ppbv.

18

Köszönetnyilvánítás Köszönöm a segítséget Dr. Geresdi Istvánnak. A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom Seinfeld, J. H. and Pandis, S. N., 2012: Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change Pruppacher , H. R. and Klett , J. D., 2010: Microphysics of clouds and precipitation

19

A BIOAEROSZOLOK OPTIKAI MÉRÉSTECHNIKÁJA Czitrovszky Aladár, Nagy Attila, Kerekes Attila, Oszetzky Dániel, Veres Miklós, Kugler Szilvia Wigner Fizikai Kutatóközpont, Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet, Envi-Tech Kft. 1121 Budapest, Konkoly Thege Miklós út 29-33. Bevezetés A légköri aeroszolok számottevő részét a bioaeroszolok teszik ki – ide tartoznak a vírusok, baktériumok, sok féle spórák, pollenek, fragmentált növényi és állati maradványok, algák, egyes szerves, óceáni-, vagy tengeri-eredetű aeroszolok, stb., amelyek mérete a nanométeres tartománytól a milliméteres tartományig terjed (1. ábra). Ezek tanulmányozása azért fontos, mert fokozott, gyakran toxikus hatást fejtenek ki az emberi szervezetre (pl. fertőzés, allergia, légúti megbetegedések); egyesek már igen kis koncentrációban is halálosak (pl. antrax). Az utóbbi években az ilyen aeroszolok detektálása és tanulmányozása aktualizálódott, ugyanakkor még számos olyan lehetőség van, amily sikeresen alkalmazható a bioaeroszolok különböző paramétereinek gyors, pontos meghatározására.

1.00E+3

1.00E+1 1.00E+0 1.00E-1 1.00E-2

fern spores pollen bacteria fragments protozoa moss spores algae fungal spores viruses brochosomes fragmented biolayer

Particle Size, µm

1.00E+2

1.00E-3 1. ábra. A bioaeroszolok sokaságának mérettartományai.

20

Mivel a bioaeroszolok paraméterei időben változnak, külső behatásokra pedig gyakran módosulnak, itt különösen jól alkalmazhatók az optikai módszerek, amelyeknek a hagyományos módszerekkel szemben számos előnye van - kontaktusmentes mérés, gyors mintavételezés, in situ, on line, valós idejű adatfeldolgozás, több paraméter egyidejű meghatározása, nagy időbeli és térbeli felbontás, stb. Ezek számos új lehetőséget adnak a bioaeroszolok detektálására, identifikálására, összetételük, alakjuk, mozgásuk, átalakulásuk és egyéb paramétereik időbeli és térbeli változásainak tanulmányozására. A kifinomult, precíz optikai módszerek alkalmazása során, ugyanakkor figyelmet kell fordítani egy sor olyan optikai körülményre, amelyek megváltoztathatják a bioaeroszolok tulajdonságait – pl. a fény hatására fellépő fotokémiai átalakulásokra, ezért csak meghatározott intenzitás- és hullámhossz-tartományt lehet alkalmazni. A különböző fajta optikai aeroszol-mérő berendezések fejlesztési tapasztalatai alapján [1 - 3], azokat az általános és specifikus méréstechnikai eljárásokat és módszereket tekintjük át (rugalmas és rugalmatlan fényszórás, optikai spektroszkópia, lézeres Doppler mérések, interferometria, mikroszkópia, fluoreszcencia, stb.), amelyek sikeresen alkalmazhatók a bioaeroszolok mérésére, azok szelektálására, paramétereik meghatározására illetve ezek időbeli változásainak követésére. A méréstechnikai módszerek ismertetésén kívül elemezzük azok előnyeit és hátrányait, valamint alkalmazási lehetőségeit a toxikológiában, a környezet- és egészség-védelemben, a biológiában, valamint az orvostudományban. Mivel a bioaeroszolok által okozott megbetegedések kezelése számottevő gazdasági ráfordítást igényel a társadalomtól, ezek viselkedésének és biológiai hatásának minél részletesebb megismerése, a méréstechnikai módszereik fejlesztése számos országban intenzíven folyik. Köszönetnyílvánitás A szerzők köszönetet mondanak a KTIA_AIK_12-1-2012-0019, TéT_10-1-20110725 és a "Légszennyező forrás analizáló berendezés és Forrás Azonosító és Mérő monitoring Rendszer (FAMÉR) kutatása és fejlesztése" című GOP projektek támogatásáért, amely lehetővé tette a fejlesztések elindítását. Irodalom 1. A. Czitrovszky, P. Jani: New design for a light scattering airborne particle counter and its application, Optical Engineering, vol. 32, No 10, pp. 2557 - 2562, 1993. 2. W. Szymanski, A. Nagy, A. Czitrovszky, P. Jani: A new method for the simultaneous measurement of aerosol particle size, complex refractive index and particle density. Measurement Science and Technology, vol. 13, pp. 303-308 2002. 3. A. Nagy, W. W.Szymanski, A. Golczewski, P. Gál, A. Czitrovszky: Numerical and experimental study of the performance of the Dual Wavelength Optical Particle Spectrometer (DWOPS), Journal of Aerosol Science, vol. 38, No. 4. pp. 467-478, 2007.

21

KOROM AEROSZOLOK SZELEKTÍV AZONOSÍTÁSA NÉGY HULLÁMHOSSZÚ FOTOAKUSZTIKUS KOROMÉRŐ RENDSZERREL Ajtai Tibor1, Utry Noémi2, Pintér Máté2, Bozóki Zoltán1, Szabó Gábor1 1

2

MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport, 6720 Szeged, Dóm tér 9 SZTE, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 9 E-mail: [email protected]

Bevezetés A légköri aeroszolok, ezen belül is a korom részecskék felelősek a Föld és légkörének sugárzásos egyensúlyának számításakor fellépő bizonytalanságok jelentős részéért. Mindemellett, a korom aeroszolok nem csak klímára, de az emberi egészségre gyakorolt hatásuk miatt is a tudományos érdeklődés homlokterében állnak (T.C.Bond et al., 2013). Valós idejű szelektív azonosításuk így kiemelt jelentőségű tudományos célkitűzés. Az utóbbi időben számos tudományos közlés igazolta, hogy a valós időben is mérhető, jellemzően fizikai aeroszol sajátosságok közül az abszorpciós spektrum az egyetlen, amely hordozhat a kémiai összetételre vonatkozó információt. Fontossága ellenére a légköri aeroszolok abszorpciós adatainak megbízhatósága, részben a gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott mérőmódszerek méréstechnikai és analitikai hibáiból eredeztethetően, erősen korlátozott. A fotoakusztikus spektroszkópia az egyetlen mérőmódszer, amely képes a légköri aeroszolok abszorpciós koefficiensének megbízható, mintavételi hibáktól mentes mérésére (Andreae, M.O., 2005). Az utóbbi időben megjelentek a több hullámhosszú fényforrást alkalmazó fotoakusztikus mérőmódszerek, amelyek újszerű lehetőségeket biztosíthatnak a légköri korom aeroszolok abszorpciós spektrumon keresztüli szelektív azonosítására. Az előadásban ismertetésre kerül az aeroszolfázisú fotoakusztikus mérési elv. Továbbá a mérőmódszer legfontosabb paraméterei összehasonlítva az aeroszolok abszorpciós sajátosságainak mérésére leggyakrabban alkalmazott mérőmódszerek hasonló tulajdonságaival. Bemutatjuk az SZTE fotoakusztikus kutatócsoportjában kifejlesztett - az abszorpciós spektrum finomszerkezetének vizsgálatára jelenleg egyedülálló lehetőséget biztosító - négy hullámhosszú fotoakusztikus korommérő rendszert és a mérőműszerrel eddig elvégzett mérési eredmények alapján a spektrum finomszerkezetének egy lehetséges értelmezését. Ábrák

1.ábra: négy hullámhosszú fotoakusztikus korommérő rendszer

22

Köszönetnyilvánítás A mérések a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047, TÁMOP-4.2.2.C11/1/KONV-2012-0003 és az OTKA K101905 pályázatok támogatásával valósultak meg. Irodalom Bond, T. C. et al., 2013. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment. Journal of Geophysical Research. Atmsophere, Vol. 118 p. 1 to 173. Andreae, M.O., 2005. The dark side of the aerosols, Nature 409, 671-672.

23

LÉGKÖRI KÁTRÁNYGÖMBÖK: ELSŐDLEGES EREDET? Tóth Ádám1, Hoffer András2, Nyírő-Kósa Ilona2, Pósfai Mihály1 és Gelencsér András1, 2 1

Pannon Egyetem, Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék, 8200 Veszprém, Egyetem utca 10., E-mail: [email protected] 2 MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., E-mail: [email protected] Bevezetés A biomassza égetés (erdő- és bozóttüzek, tarlóégetések, háztartási fatüzelés, stb.) jelentős globális forrása a légköri széntartalmú aeroszolnak. A széntartalmú részecskék speciális csoportját képezik a légköri kátránygömbök (atmospheric tar balls), melyek nagy számban vannak jelen biomassza tüzek viszonylag friss füstjében (Pósfai et al. 2003). A légköri kátránygömbök amorf szerkezetű, nagy széntartalmú, gömb alakú, 30 – 500 nm közötti aerodinamikai átmérővel rendelkező részecskék. Alakjuk, szerkezetük és összetételük alapján transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM) segítségével könnyen azonosíthatók. Más hasonló, gömb alakú részecskékkel szemben – mint például a szulfát részecskék – stabilak, nem párolognak el a TEM elektronnyalábja alatt. Jelentősen különböznek a korom részecskéktől is, egyrészt alakjukat tekintve, másrészt hiányzik belőlük az azokra jellemző koncentrikus, grafitos belső héjszerkezet. Egyedi részecskék elemanalízise alapján a légköri kátránygömbök kémiai összetétele nagyrészt szénből, kisebb részben oxigénből áll, ként, káliumot, klórt és szilíciumot csak nyomokban tartalmazhat. Az átlagos szén/oxigén moláris arány hozzávetőlegesen 10 körüli érték (Pósfai et al. 2004). A kátránygömbök optikai tulajdonságaik alapján fontos szerepet tölthetnek be a földi légkör sugárzási mérlegében (Alexander et al. 2008). Korábbi feltételezések alapján a légköri kátránygömbök másodlagos részecskeképződési folyamatok során, biomassza égetésből felszabaduló pirolízis termékekből keletkeznek a légkörben (Pósfai et al. 2004). Mivel a légköri kátránygömbök belső szerkezete homogén, nem tartalmaznak kondenzációs magvat, nem koagulálnak más részecskékkel, valamint aerodinamikai átmérőjük akár 500 nm is lehet, feltételezhetjük, hogy a kátránygömb részecskék elsődleges folyamatokban keletkeznek és cseppek formában kerülnek ki az égő biomassza pórusaiból. Munkánk célja, hogy a légköri kátránygömbök képződési feltételeinek meghatározása érdekében laboratóriumi körülmények között kátránygömböket állítsunk elő. Módszer Kutatásaink során olyan kísérleti rendszert fejlesztettünk ki, melyben a biomassza égése során lejátszódó folyamatokat alapul véve, azonban lángtól és tűztől teljesen elzártan részecskéket állítottunk elő. A zárt rendszerben kátrány-víz emulzió nitrogénnel történt pezsgetésével kátránycseppeket hoztunk létre, majd ezután a cseppeket tartalmazó gázáramot 600 °C-ra hevített üvegcsövön vezettük keresztül, az égés során lezajló termikus folyamatokat szimulálva. Ezután a gázáramot tiszta, hideg levegővel hűtöttük és a részecskéket TEM vizsgálatok elvégzéséhez szükséges mikrostélyra gyűjtöttük. A kátrány-víz emulziót, melyet a részecskék előállításához használtunk, aprított, száraz csertölgy (Quercus cerris) száraz lepárlásával állítottuk elő.

24

Eredmények A részecskék morfológiáját és elemi összetételét transzmissziós elektronmikroszkóphoz csatolt energiadiszperzív röntgenspektrométerrel (TEM-EDS) vizsgáltuk. Az általunk előállított részecskékről készített felvételek alapján a részecskék a légköri kátránygömbökhöz hasonlóan gömb alakúak, amorf szerkezetűek, illetve homogének, vagyis nem tartalmaznak belső magot (1.b. ábra). Összetételüket tekintve a laboratóriumban előállított kátránygömbök C/O moláris aránya (9,2) az irodalmi értékekhez hasonló.

a.)

b.)

1. ábra. Kátránygömbök TEM felvételei. (a.) Szavannatűzből (Mozambik) származó légköri kátránygömbök (Pósfai et al. 2003); (b.) laboratóriumban előállított kátránygömb. Eredményeink alapján arra következtethetünk, hogy a szimulált elsődleges képződési mechanizmus egy lehetséges módja lehet a légköri kátránygömbök létrejöttének a biomassza égése során, azonban e következtetés megerősítéséhez további vizsgálatok szükségesek. Köszönetnyilvánítás Munkánk a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0064, „Az éghajlatváltozásból eredő időjárási szélsőségek regionális hatásai és a kárenyhítés lehetőségei a következő évtizedekben” nevű projekt keretében készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom Alexander, D. T. L., P. A. Crozier, J. R. Anderson, (2008) Brown carbon spheres in East Asian outflow and their optical properties, Science 321, 833. Pósfai, M., R. Simonics, J. Li, P. V. Hobbs, and P. R. Buseck, (2003) Individual aerosol particles from biomass burning in southern Africa, 1, Compositions and size distributions of carbonaceous particles, J. Geophys. Res. 108, (D13), 8483. Pósfai, M., A. Gelencsér, R. Simonics, K. Arató, J. Li, P. V. Hobbs, and P. R. Buseck, (2004) Atmospheric tar balls: Particles from biomass and biofuel burning, J. Geophys. Res. 109, D06213.

25

LÉGKÖRI KOROM AEROSZOLOK VALÓS IDEJŰ VIZSGÁLATA FOTOAKUSZTIKUS MÓDSZERREL VÁROSI KÖRNYEZETBEN Ajtai Tibor1, Utry Noémi2, Pintér Máté2, Bozóki Zoltán1, Szabó Gábor1 1

2

MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport, 6720 Szeged, Dóm tér 9 SZTE, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 9 E-mail: [email protected]

Bevezetés A légköri szálló por abszorbativ frakciójának valósidejű, összetétel-szelektív vizsgálata napjaink egyik kiemelt jelentőségű tudományos feladata. Számos az utóbbi időben megjelent tudományos eredmény igazolta, hogy a légköri korom aeroszolok abszorpciós spektruma és a kémiai összetétele között van összefüggés (Andreae, M.O., Gelencsér, A., 2006). Az abszorpciós spektrum megbízható, utólagos korrekcióktól mentes mérése nagy kihívás elé állította/állítja a műszerfejlesztőket. Az egyetlen olyan méréstechnikai eljárás, amely képes a légkör aeroszolok abszorpciós koefficiensének szelektív, mintavételi hibáktól mentes meghatározására a fotoakusztikus spektroszkópia (Andreae, M.O., 2005). Az utóbbi időben felfedezett, a fekete korom aeroszolétól jelentősen eltérő spektrális válasszal rendelkező ún. barna korom aeroszolok szelektív azonosítása csak az abszorpciós spektrum széles hullámhossztartományát átölelő UV hullámhosszakat is tartalmazó gerjesztés alkalmazásával lehetséges. Az elmúlt években megjelentek a több hullámhosszú fotoakusztikus aeroszolmérő műszerek, új perspektívát nyitva a korom aeroszolok, valós idejű abszorpciós spektrumának megbízható vizsgálatára. Az SZTE fotoakusztikus kutatócsoportjában kifejlesztett négy hullámhosszú fotoakusztikus mérőműszer az egyetlen, amely képes az abszorpciós spektrum finomszerkezetének mérési hibáktól mentes, pontos vizsgálatára, mind a klímareleváns, mind pedig a fotokémiailag aktív UV tartományban. Az előadásban a fotoakusztikusan mért abszorpciós spektrum, a méreteloszlás és a kémiai összetétel közötti számszerűsített összefüggések kerülnek bemutatásra. Ábrák

1.ábra: Az abszorpciós Angström exponens és a NGMD100/NGMD20 módusarány közötti összefüggés

2.ábra: Az abszorpciós Angström exponens korrelációja a mért LG/TC és a származtatott OC/EC tömegaránnyal

26

Köszönetnyilvánítás A mérések a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047, TÁMOP-4.2.2.C11/1/KONV-2012-0003 és az OTKA K101905 pályázatok támogatásával valósultak meg Irodalom Andreae, M.O., Gelencsér, A., 2006. Black carbon or brown carbon? The nature of lightabsorbing carbonaceous aerosols, Atmos. Chem. Phys. 6, 3131–3148. Andreae, M.O., 2005. The dark side of the aerosols, Nature 409, 671-672.

27

RE-DISZPERGÁLT ÁSVÁNYI POR ÖSSZETEVŐK ABSZORPCIÓS VÁLASZÁNAK MÉRÉSE FOTOAKUSZTIKUS MÓDSZERREL Ajtai Tibor1, Utry Noémi2, Pintér Máté2, Bozóki Zoltán1, Szabó Gábor1 1

2

MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport, 6720 Szeged, Dóm tér 9 SZTE, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 9 E-mail: [email protected]

Bevezetés A légkör ásványi összetevőinek vizsgálata elsősorban a Föld és légkörének sugárzásos egyensúlyára gyakorolt hatása miatt van a tudományos érdeklődés homlokterében. Annak ellenére, hogy a légkörbe főként felporzás útján kerülő homokszemcsék tömegre vonatkoztatott abszorpciós koefficiense, más antropogén eredetű abszorptív (korom) aeroszolokéhoz képest elhanyagolható, hatásuk a sugárzásos egyensúlyra, a magas tömegkibocsátásuk miatt mégis jelentős. Mindezek miatt a klímareleváns hullámhossztartományba eső spektrális válaszuk megbízható és pontos vizsgálata kiemelt jelentőségű tudományos célkitűzés, amit részben a megfelelő méréstechnikai eljárások hiánya miatt, főként a tömbi anyagból származtatott optikai tulajdonságokat felhasználva határoznak meg. Az utóbbi időben már megjelentek aeroszol fázisú mérési eredmények is, azonban az ezekben alkalmazott eljárások számos méréstechnikai és analitikai hibával terheltek. Az egyetlen méréstechnikai eljárás, amely képes a légköri aeroszolok abszorpciós koefficiensének, in-situ, mintavételi hibáktól és utólagos korrekcióktól mentes megbízható meghatározására, a fotoakusztikus spektroszkópia (Andreae (2005)). Az előadásban ismertetésre kerül az ásványi porok legfontosabb összetevőinek fotoakusztikusan meghatározott abszorpciós válasza, a részecskeveszteség korrekció szerepe a mért abszorpciós koefficiens adatok értelmezésében és a mérési eredmények modellszámításokkal történő alátámasztása. Ábrák

1.ábra: a montmorillonite fotoakusztikusan mért és modellezett abszorpciós spektruma részecskeveszteség korrekció előtt és után

28

Köszönetnyilvánítás A mérések a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047, TÁMOP-4.2.2.C11/1/KONV-2012-0003 és az OTKA K101905 pályázatok támogatásával valósultak meg. Irodalom Andreae, M.O., 2005. The dark side of the aerosols, Nature 409, 671-672.

29

LÉZERGENERÁLT KOROMAEROSZOLOK ELŐÁLLÍTÁSA ÉS KARAKTERIZÁLÁSA Ajtai Tibor1, Utry Noémi2, Pintér Máté2, Bozóki Zoltán1, Szabó Gábor1 1

2

MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport, 6720 Szeged, Dóm tér 9 SZTE, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 9 E-mail: [email protected]

Bevezetés Az légköri korom aeroszolok klimatikus hatására vonatkozó legújabb tudományos összegzés szerint a légköri szálló por tömegkoncentrációjában elhanyagolható hányaddal rendelkező korom a második legfontosabb antropogén eredetű üvegházhatású légköri összetevő1. Egyedül a CO2 globális, átlagos hőmérsékletemelő hatása nagyobb, mint a korom aeroszolé. Jelentőségüket tovább növeli, hogy ezen összetevők felelősek a sugárzásos egyensúly számolásánál fellépő bizonytalanságok döntő hányadáért2. A korom aeroszolok sajátos fizikai-kémiai tulajdonságainak jobb megértéséhez, laboratóriumi körülmények közötti standardizált előállításuk kiemelt jelentőségű tudományos célkitűzés. A légkörbe kerülő korom aeroszolok fizikai sajátosságai (spektrálátviteli függvény, méreteloszlása és morfológiája) jelentős mértékben függnek a keletkezésük körülményeitől (C/O arány, hőmérséklet, stb), illetve a keletkezésükkor és a légköri életidejük alatt fennálló meteorológiai és légkörkémiai folyamatoktól. Jelenleg két, a gyakorlatban is alkalmazott, standardizált koromgenerálási eljárást alkalmaznak a légköri koromaeroszolok laboratóriumi modelljéül (szikrakisülésen és szénhidrogének égetésén alapuló), de ezek egyike sem képes a keletkezés vagy a légköri hatásokat befolyásoló paramétereket egymástól függetlenül modellezni. Az előadásban bemutatásra kerül egy a lézeres abláción alapuló koromgenerátor, amely egyedülálló és egymástól független módon képes, különböző égetési hőmérséklethez tartozó, eltérő méreteloszlású és morfológiájú korom aeroszolok előállítására. Ábrák

1.ábra: A mérési elrendezés

2.ábra: Méreteloszlás görbék N2 áramban és szintetikus levegőben végzett abláláskor, illetve a maximumba eső részecskékről készített TEM képek

30

Köszönetnyilvánítás A mérések a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047, TÁMOP-4.2.2.C11/1/KONV-2012-0003 és az OTKA K101905 pályázatok támogatásával valósultak meg. Irodalom Bond, T. C. et al., 2013. Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment. Journal of Geophysical Research. Atmsophere, Vol. 118 p. 1 to 173.

31

FEJLESZTÉSEK DEBRECENBEN: LEVEGŐRE KIVEZETETT IONNYALÁBOS MIKRO-PIXE RENDSZER AEROSZOL MINTÁK MÉRÉSÉRE Török Zsófia1,2,c, Angyal Anikó1, Furu Enikő1,2,a, Szoboszlai Zoltán1,a, Kertész Zsófia2,b 1

Debreceni Egyetem, 4032 Debrecen Egyetem tér 1. E-mail: [email protected] 2 MTA Atomki, 4026 Debrecen Bem tér 18/c

Bevezetés Az újabb nemzetközi trendek az aeroszolkutatásban azt mutatják, hogy a részecskék egyre összetettebb fizikai, kémiai és optikai tulajdonságainak vizsgálata, valamint a transzportfolyamatok meghatározása meteorológiai adatok segítéségével előtérbe kerültek. Debrecenben az Atomki IBA csoportjában évtizedek óta vizsgálunk aeroszol mintákat részecskeindukált röntgenemisszión (PIXE) alapuló módszerrel. Jelenleg is több projekt fut a csoportunkban: szmogos napokon 3 órás feloldással vett minták alapján forrásmeghatározás; beltéri aeroszolterhelés vizsgálata oktatási intézményekben és munkahelyeken; a debreceni 2es villamos építésének hatása a város légterére; a régió aeroszol szennyezettségének hosszú távú vizsgálata, amelyet a 20 éve heti rendszerességgel történő mintavételezés két méretfrakcióban (PM2,5 és PM2,5-10) alapozott meg. Az általunk alkalmazott PIXE módszer hátránya, hogy gyorsított ionnyaláb kell hozzá. Az aeroszol források meghatározásához és a gyors időbeli változások nyomon követéséhez nagyszámú minta analízisét kell elvégezni, amihez általában a rendelkezésünkre álló nyalábidő nem elég. Ezért kifejlesztettünk egy új mérőrendszert, amivel rövidül a mérési idő, valamint lehetőségünk lesz a PIXE módszerhez használt polikarbonát szűrőkön kívül teflonra gyűjtött aeroszol részecskék vizsgálatára is. A kihozott nyalábos mérőrendszer Az Atomki 5 MV-os Van de Graaff gyorsítójának 0°-os nyalábcsatornáján található a pásztázó nukleáris mikroszonda, ahol vákuum alatt egyedi aeroszol szemcsék analízisét végeztük. A PIXE módszert kiegészítve az RBS (Rutherford visszaszórásos spektrometria) és STIM (pásztázó transzmissziós ion mikroszkópia) módszerekkel egy olyan komplex analitikai rendszert kapunk, amivel nem csak az elemkoncentrációkat és azok eloszlását, hanem a minták vastagságát is meghatározhatjuk, valamint információ kapunk a tömegsűrűségéről és a morfológiájáról (Kertész et al., 2006). Az elrendezés hátránya, hogy vákuum alatt van a minta, a szigetelő minták könnyen feltöltődnek és fennáll a minta megégetésének veszélye is. Vákuumban a PIXE módszer nehezen alkalmazható a közkedvelt teflon anyagú szűrőkön, mivel a teflon fluor tartalma nagy Compton röntgenhátteret ad a középső elemtartományban. Az előbb említett hátrányok miatt, valamint a mérési idő rövidítésének érdekében kiépítettük a kihozott nyalábos mikro-PIXE rendszert. Ez az elrendezés a már meglévő mikroszonda folytatásaként került kialakításra egy kilépő csőrvég segítségével. Az 1. ábrán a rendszer sematikus rajza látható. Az Oxford típusú csőrvéget egy 200 nm vastag Si 3N4 fóliával zártuk le. Ennek a fóliának nagy a mechanikai ellenállása, csak 2 keV energiaveszteséget okoz az ionnyaláb energiájában, valamint a nyaláb szóródása is ezen a fólián a legkisebb. Az új SDD (silicon drift detector) detektor alkalmazása lehetővé teszi a könnyű elemek precízebb meghatározását a jobb feloldási ideje (125 eV) és a magas

32

beütésszám miatt. A detektort ezen tulajdonságai alkalmassá teszik teflonszűrőre gyűjtött aeroszol minták analízisére is (Lucarelli et al., 2013).

1.ábra: A kihozott nyalábvég sematikus ábrája: (1) tárgyrések, (2) pneumatikus zsilip, (3) kvarc, (4) gyorszsilip, (5) kollimátor rés, (6) pásztázó tekercsek, (7) kvadrupól triplett, (8) vákuumkamra, (9) kilépő csőrvég, (10) SDD röntgendetektor, (11) Si(Li) röntgendetektor, (12) precíziós XYZ mintamozgató A kihozott nyalábos elrendezéssel szintén több módszert is tudunk szimultán alkalmazni, pl. PIXE-PIXE-RBS-PIGE. A könnyű elemek szóródnak a levegő részecskéin, ezért a minta és a kilépő ablak között He áramoltatást alkalmazunk. Ez csökkenti a nyaláb energiaveszteségét és a szóródását is. A 2. ábrán láthatóak az első mérés során kapott elemtérképek. Mivel a levegőre kivezetett nyalábot tudjuk pásztázni a minta felületén, jó képet kaphatunk a részecskék eloszlásáról is. max

Fe

Ca

S

min

2. ábra: Aeroszol elemtérképek az új rendszerrel. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. c) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült.

Irodalom Kertész Zs., Borbélyné Kiss I., Dobos E., Simon A., Szíki G., Szikszai Z., Uzonyi I., 2006. Fejlesztések a debreceni pásztázó ion mikroszondán: Új lehetőségek a légköri aeroszol kutatásában, VIII. Magyar Aeroszol Konferencia F. Lucarelli, G. Calzonai, M. Chiari, M. Giannoni., D., Mochi, S. Nava, L. Carreresi, 2013. The ipgraded external-beam PIXE/PIGE set-up at LABEC for very fast measurements on aerosol samples. Nucl. Instr. Meth.B, (Article in press)

33

INHALÁCIÓS GYÓGYSZEREK ALKALMAZÁSA A GYAKORLATBAN: A BETEG LÉGZÉSI TECHNIKÁJÁNAK HATÁSA A VÁRHATÓ DEPOZÍCIÓRA ÉS AZ OPTIMALIZÁCIÓ LEHETŐSÉGEI Herke Paula1, Balásházy Imre2, Farkas Árpád2, Szigethy Dezső3 1

Szigetszentmiklósi Szakorvosi Rendelőintézet Tüdőgondozója, 2310 Szigetszentmiklós, Viola u. 1, E-mail: [email protected] 2 MTA Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33, E-mail: [email protected] 3 Technoorg Linda Kft., 1044 Budapest, Ipari Park utca 10. Bevezetés Aeroszolok légúti kiülepedés-eloszlását elsősorban az aeroszol mérete, az azt belégző ember légzési módja és légúti paraméterei befolyásolják. Igaz ez az inhalációs gyógyszerek esetében is. Nem mindegy, hogy a gyógyszer tüdőbeli eloszlását egészséges emberen, vagy asztmás, illetve COPD-s betegen és ezen belül milyen súlyossági fokon mérik. A gyógyszeraeroszol MMAD-ja mellett mono vagy polidiszperz volta is befolyásolja, hogy az adott szer vagy kombinált készítményeknél: szerek elérik-e, a megcélzott, rájuk specifikus receptorokat (Usmani et al., 2003, Heyder 2004). A légutakban többféle gyógyszer-receptor található. Lokalizációjuk és sűrűségbeli eloszlásuk részben különbözik. Jelenleg a tüdőgyógyászati gyakorlatban használt inhalációs gyógyszerek MMAD-ja 1-5μm közötti mérettartományban van. Általánosságban elmondható, a korábbi hiedelmekkel ellentétben, hogy az 1μm körüli MMAD mellett is jó terápiás effektus érhető el, amit légzésfunkciós vizsgálatok, gyulladásos markerek vagy életminőségi tesztek támasztanak alá. A legoptimálisabb gyógyszerdepozíció érdekében eszköztől, a beteg légzési és légúti paramétereitől, valamint a megcélzott receptor denzitásától függetlenül gyógyszerbevételi légzési protokollként, egy kilégzést követően, lassú maximális belégzést, kb. 8-10 s légzésvisszatartást, és lassú kilégzést javasolnak. A porinhalátoroknál (DPI) a gyógyszer „kinyeréséhez” legalább 30 l/min belégzési áramlási sebesség szükséges. Felmerült a kérdés, hogy vajon az inhalációs gyógyszerek használata mennyire marad előírásszerű a betanítást követően? A való életben felülírja-e a beteg légzési technikája a gyógyszer-technológiára alapozott depozíciós elvárásokat? Optimalizálható-e a beteg légzése adott inhalációs eszközhöz és választhatunk-e eszközt a beteg „légzési mintázata” alapján? Kis esetszámú vizsgálatunk és számításaink eredményei egy nagyobb esetszámú vizsgálat szükségességét alapozzák meg. Úgy tűnik, hogy az AEROMEDI optimalizáló szoftver segítségével megvalósítható lesz egy, a gyakorlatban is használható (olcsó, egyszerű és gyors) módszer, ami megkönnyíti a személyre szabott inhalációs eszköz kiválasztását, illetve amivel optimalizálni lehet a beteg gyógyszerbevételi légzési módját és ezzel a gyógyszer légúti kiülepedését. Módszer Betegeinket minden esetben megtanítjuk a kiválasztott inhalációs eszköz használatára és a fent is említett, javasolt gyógyszerbevételi protokoll szerinti légzési technikára. Hét, véletlenszerűen kiválasztott asztma bronchiale miatt gondozott beteg kontroll vizsgálatánál stopperrel mértük a belégzési, benntartási és kilégzési időket, spirometriával (Lungtest2000) a maximális belégzési térfogatot (FVCIN). Rögzítettük nemüket, életkorukat, a BMI-t és a légzésfunkciós paramétereiket. A nyert adatokat összevetettük az ajánlásokkal. A jelenlegi 34

inhalációs gyógyszerek MMAD-jük alapján jó közelítéssel 3 csoportba (1μm, 3μm és 5 μm) sorolhatóak. Így erre a három értékre számoltuk a teljes légzőrendszeri, a felsőlégúti, a bronchiális és az acináris depozíciós frakciókat, majd optimalizáltunk a bronchiális részre mellékhatások figyelembe vételével és anélkül, porinhalátorok (uniform) és hajtógázas aeroszolok (az elején aktív 1s -os bolus) eseteire, mindegyik betegnél és szájlégzésre. Eredmények A légzési szakaszok hossza jelentősen eltér az ajánlásokban szereplőktől és nem mutat összefüggést sem a belégzési térfogattal, sem a BMI-vel. 1. táblázat. A betegeken mért légzési szakaszok hossza és a mért belégzési térfogatok beteg Tbelégzés Tbenntartás Tkilégzés sorszáma (s) (s) (s) 1 1,75 4,40 2,21 2 1,60 2,36 3,62 3 1,73 3,91 1,75 4 1,98 3,98 5,21 5 1,45 4,73 9,38 6 1,67 2,02 10,90 7 4,97 3,08 3,32

FVCIN (l) 2,80 1,78 3,27 2,33 4,64 2,76 2,16

Valamennyi beteg esetében belégzési térfogatuk és légzési mintázatuk alapján jelentősen eltérő és az egyénre jellemző depozíció számolható attól függően, hogy kezelésükre száraz por inhalátort (DPI) vagy hajtógázas aeroszolt (MDI) választunk és ezen belül az alkalmazható gyógyszer MMAD-ja mekkora. 2. táblázat. Az 1. beteg számított kiülepedési adatai DPI esetében, MMAD: 1, 3, és 5 μm teljes dp bevétel módja depoz. frakció ( m) (%) homogén 1 26,0 homogén 3 80,6 homogén 5 95,6

felsőlégúti depoz. frakció (%) 1,3 29,2 70,0

bronchiális depoz. frakció (%) 2,5 5,4 5,0

acinar depoz. frakció (%) 22,2 46,1 20,6

Optimalizálással a beteg légzési korlátait figyelembe véve tudunk ajánlást tenni a választandó inhalációs eszköz típusára, valamint jelentősen növelni tudjuk a célterületi depozíciót és csökkenteni a nem kivánt területeken a kiülepedést. Irodalom Usmani O.S. et al., 2003. Effects of bronchodilatator particle size in asthmatic patients using monodisperse aerosols. J. Appl. Physiol. 95, 2106-2112. Heyder J., 2004. Deposition of inhaled particles in the human respiratory tract and conseqences for regional targeting in respiratory drug delivery. Proc. Am. Thorac. Soc. 315-320.

35

INHALÁCIÓS KÉSZÍTMÉNYEK LÉGÚTI DEPOZÍCIÓJÁNAK LOKÁLIS MEGHATÁROZÁSA IN VITRO MÓDSZERREL Kerekes Attila, Veres Miklós, Nagy Attila, Himics László, Oszetzky Dániel, Kugler Szilvia, Czitrovszky Aladár MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont Szilárdestfizikai és Optikai Intézet 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33. E-mail: [email protected] Bevezetés A légúti megbetegedések évről évre növekvő számának köszönhetően sorra jelennek meg a tüneti kezelésre alkalmas inhalációs készítmények, illetve a különböző formában piacra kerülő hatóanyagokat inhalációs úton a légúti rendszerbe bejuttatni képes eszközök. A különböző gyártók egymáshoz kisebb-nagyobb mértékben hasonló termékei közül kiválasztani azt, amely az esetenként jelentősen eltérő élettani sajátosságokkal, légzésfunkciós paraméterekkel rendelkező betegek egyedi igényeihez leginkább illeszkedik, nem triviális feladat (Herke és Szabó (2012)). Az eszközválasztás hatékonysága az adott szakember tapasztalatának, termékismeretének a függvénye (Müller et al. (2012)).. A megfelelő eszköz alkalmazása sem feltétlenül jelent automatikus sikert, mivel a kívánt hatásfok eléréséhez a paciens aktív szerepvállalása is szükséges, például az inhaláció indítását és a permet befújását szinkronizálni kell. Ha a gyógyszer nem az inspiratorikus légáramba kerül, akkor nagy lesz a szájüregi depozíció. Célkitűzésünk az áramlástani szempontból hatékonyabb, egyénekre szabott terápiás eszközök, módszerek, eljárások kifejlesztése, melyekkel adott paciens esetében jelentősen növelni tudjuk a kívánt célterületre bejuttatott hatóanyagok depozíciós hatásfokát, nem mellesleg egyúttal csökkentjük az esetlegesen fellépő nem kívánt szisztémás hatásokat is. Mivel a kutatásunk alapvetően egy áramlástani kérdéskör minél részletesebb megismerésére irányul, így az egyébként is nehézkesen kivitelezhető in vivo kísérletek elvégzése helyet az in vitro mérésekre és a számítógépes szimulációs módszerekre (Salma et al. (2002); Balásházy et al. (2002); Hegedűs et al. (2004); Balásházy et al. (2007)) esett a választásunk. A kutatási infrastruktúra tervezése (Kerekes et al. (2009)), legyártása és felépítése (Kerekes et al. (2013)) után a beüzemelés tapasztalatai alapján döntünk az esetleges továbbfejlesztésről vagy a konkrét mérések elindításáról. Eredmények A próbamérések során a kiválasztott mérési pontokon a humán légúti modell belső felületére azonos méretű szilícium lapkákat helyeztünk. A hatóanyag bejuttatását követően a lapkák felületén deponálódott hatóanyag mennyiségét Raman-spektroszkópiai módszerrel mértük meg. Az eljárás lényege, hogy a lapkák felületének egyes pontjairól detektált jel intenzitását skálázzuk, majd pásztázva a teljes lapkafelületen elvégezzük a mérést. A kapott eredményekből elkészítjük az adott lapka Raman térképét és meghatározzuk a teljes felületen kiülepedett hatóanyag mennyiségét.

36

a,

b,

1. ábra. a, mérési pontok; b, adott terület Raman térképe és a róla készült optikai mikroszkópos felvétel Az eljárás alkalmasnak bizonyult arra, hogy segítségével az inhalációs készítmények légúti depozícióját in vitro mérjük, a hatóanyag preparálása, jelző részecske hozzáadása nélkül. Köszönetnyilvánítás A munka a KTIA_AIK_12-1-2012-0019 számú szerződés keretében a Nemzeti Fejlesztési Ügynökség kezelésében, a Kutatási és technológiai Innovációs Alap finanszírozásával valósul meg. Irodalom Salma I, Balásházy I, Winkler-Heil R, Hofmann W, Záray Gy; Effect of particle mass size distribution on the deposition of aerosols in the human respiratory system; J AEROSOL SCI; 33: 119-132; (2002) Balásházy I, Farkas Á, Hofmann W, Kurunczi S; Local deposition distributions of inhaled radionuclides in the human tracheobronchial tree. RADIAT PROT DOSIM 99, 469-470 (2002) Hegedűs Cs, Balásházy I, Farkas Á; Detailed mathematical description of the geometry of airway bifurcations. RESPIR PHYSIOL NEUROBIOL 141, 99-114 (2004) Farkas Á, Balásházy I, Szőcs K; Characterization of regional and local deposition of inhaled aerosol drugs in the respiratory system by computational fluid and particle dynamics methods. J AEROSOL MED 19, 329-343 (2006) Imre Balásházy, Bálint Alföldy, Andrea J. Molnár, Werner Hofmann, István Szőke and Erika Kiss; Aerosol Drug Delivery Optimization by Computational Methods for the Caracterization of Total and Regional Deposition of Therapeutic Aerosols in the Respiratory System; Current ComputerAided Drug Design; 3, 13-32; (2007) A. Kerekes, A. Nagy, A. Czitrovszky, Experimental air flow and deposition studies with hollow bronchial airway models, Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery 22(2)., pp.175-176. (2009) Müller V, Tamási L, Somfay A, Kovács G, Losonczy G. Az eltérő inhalációs eszközből adagolt azonos hatóanyagú készítmények közötti különbségek, Medicina Thoracalis, 65:5, p. 329-335. (2012) Herke P, Szabó M. Légúti szerepváltások: hangsúly-eltolódás vagy elvi jelentőség? Medicina Thoracalis, 65:6 432-437. (2012) Kerekes Attila, Farkas Árpád, Balásházy Imre, Horváth Alpár, Aeroszol gyógyszerek légzőrendszeri depozícióeloszlásának mérése és numerikus modellezése, Medicina Thoracalis, 66:1, p. 11-20. (2013)

37

A VÖRÖSISZAP POR FIZIKAI TULAJDONSÁGAINAK, LÉGÚTI DEPOZÍCIÓELOSZLÁSÁNAK ÉS AZ EGÉSZSÉGRE GYAKOROLT HATÁSÁNAK ELEMZÉSE Füri Péter1, Balásházy Imre1, Czitrovszky Aladár2, Nagy Attila2, Pándics Tamás3, Dura Gyula3, Kerényi Tibor4, Farkas Árpád1, Jókay Ágnes1, Madas Balázs1, Nikovits Tibor5 1

Magyar Tudományos Akadémia, Energiatudományi Kutatóközpont 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33., E-mail: [email protected] 2 Magyar Tudományos Akadémia, Wigner Fizikai Kutatóközpont 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33., E-mail: [email protected] 3 Országos Környezetegészségügyi Intézet, 1097 Budapest, Gyáli út 2-6. 4 Semmelweis Egyetem, II. sz. Patológiai Intézet, 1091 Budapest, Üllői út 93. 5 ELTE Informatikai Kar, Információs Rendszerek Tanszék 1117 Budapest, Pázmány Péter sétány 1/C Bevezetés 2010. október 4-én 600-700 ezer köbméter lúgos kémhatású zagy ömlött ki az Ajkai Timföldgyár tározójából, és az a környező településeket is elöntötte. A katasztrófát követően szálló por mintavételezés történt a környéken, valamint kontrollterületként Ajkán. Vizsgáltuk a por számos tulajdonságát, így méreteloszlását, koncentrációját és elemösszetételét is. Az átlagos PM10 szennyezettség 2010. október - 2011. április között számos településen több esetben meghaladta a napi 50 g/m3-es határértéket. A vörös iszap por nem bizonyult különösen toxikusnak, veszélyességét elsősorban kiporzása, azaz esetleges nagy koncentrációja okozta. Az előadásban az eddig nem publikált eredményekre koncentrálunk. A vörösiszap por részecskeméret eloszlásának meghatározása Az MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet Lézeralkalmazási Osztálya mozgó laboratóriumával terepi és laborméréseket végzett, amelyben a részecskeméret és koncentráció eloszlások meghatározása mellett a porminták mikroanalízisére EDAX, SEM, Raman és Fluoreszcencia spektroszkópia módszerekkel került sor. Az 1. ábra bal felső panelje egy Devecseren mért tömegszerinti részecskeméret eloszlást mutat be, ahol a 250 nmtől a 60 m-ig szinte minden részecskeméret szerepel. Az eloszlás hasonlít a városi aeroszolokéra. Légúti depozícióeloszlás számítások Az MTA Atomenergia Kutatóintézet Sugárvédelmi és Környezetfizikai Laboratóriumában a korábban kifejlesztett aeroszol depozíciós tüdőmodelljeinkkel légúti részecskekiülepedés-eloszlás számításokat végeztünk a mért méreteloszlások és koncentrációk alapján. Az előbb bemutatott eloszlásból számolva az 1. ábra jobb felső panelje a teljes tüdő, azaz a bronchiális és az acináris régiók együttes részecske depozíció terhelését mutatja, g/óra egységben, öt karakterisztikus légzési mód mellett. Természetesen a terhelés abszolút értéke jó közelítéssel lineárisan növekszik a porkoncentrációval. Az egészségre gyakorolt hatás Az Országos Környezetegészségügyi Intézet mérésekkel és statisztikai módszerekkel vizsgálta a heti átlagos szálló por koncentráció (PM10) és a légzőrendszeri betegséggel orvoshoz fordulás heti gyakoriságát hat vörösiszap expozícióval érintett településen, valamint kontrollcsoportként Ajkán. Az 1. ábra bal alsó panelje egy ilyen eredményt szemléltet és erős korreláció mutatható ki a PM10 és a megbetegedések gyakorisága közt mind a hat településen. 38

Késői biológiai hatás

Részecskék méreteloszlása Devecser 2010. október 20. 12:25

66 g/m3 koncentráció

100

10 10

1

Tüdőben kiülepedett tömeg / idő ( g/óra)

[∆ [∆m ∆ logD] Koncentráció m / /∆ log D] Koncentráció

A Semmelweis Egyetemen patkányok tüdejébe instillált vörösiszap porral (PM10) vizsgálták a belélegzett részecskék késői tüdőszöveti hatását. Az instilláció után a harmadik napon a szövetben gyulladásos folyamat, ödéma és esetenként sokkra utaló tünetek jelentkeztek. Hat hónap után a makrofág tartalmú alveolusok szeptumai fokálisan fibrotikusan kiszélesedtek, feltehetően a fagocitált porszemcsékben EDX analízissel és polarizációs mikroszkóppal kimutatható kettőstörő kvarc irritáló hatására (1. ábra jobb alsó panel). 24

Tüdőbeli (bronchiális + acináris) kiülepedés öt különböző légzési módnál

22 20

nehéz fizikai munka, szájlégzés nehéz fizikai munka, orrlégzés

18 16 14

könnyű fizikai munka

12 10 8

alvó

6

ülő

4 2 0

Részecskegeometriai geometriaiátmérője átmérő ( (m)m) Részecske

50

30 40

30

20

20 10

Orvoshoz fordulás (ezrelék)

40

baloldali tengely jobboldali tengely

3

PM10 ( g/m )

60

10

0

0 0

5

10

15

elmulthetek hetek száma Az Az elmúlt száma

20

25

A tüdő szöveti képe 6 hónappal az instilláció után

1. ábra. A vörösiszap porának méreteloszlása (bal felső panel), tüdőbeli kiülepedése (jobb felső panel), egészségre gyakorolt hatása és késői biológiai szövethatása (alsó panelek). Következtetések Korábbi publikációkból ismert, hogy a vörösiszap pora nem radioaktív, lúgossága a tüdő jelentős pufferkapacitása miatt igazi veszélyt nem jelentett. A vörösiszap por és a városi por méreteloszlása hasonló. Toxikus elemek koncentrációja a vörös iszap porában nem több mint a városi aeroszoléban. Nem indokolt tehát a városi aeroszolra vonatkozó egészségügyi határértéktől eltérő szabályozás alkalmazása. Azonban a vörös iszap por lúgos kémhatása és a benne lévő kvarcszemcsék miatt, a belélegzett por mennyiségének minél kisebbre csökkentése indokolt, hiszen 1 g kvarcpor a tüdőben már fibrózist és halált okozhat. Köszönetnyilvánítás A munka az Európai Unió és Magyarország támogatásával a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-12012-0001 azonosító számú kiemelt projekt és a KTIA_AIK_12-1-2012-0019 projekt keretei között valósult meg.

39

AEROSZOL GYÓGYSZEREK LÉGÚTI KIÜLEPEDÉSÉNEK NUMERIKUS MODELLEZÉSE ÉS OPTIMALIZÁLÁSA Jókay Ágnes, Farkas Árpád, Balásházy Imre, Füri Péter MTA Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33, E-mail: [email protected] Bevezetés Napjainkban az aeroszol gyógyszerek használata egyre elterjedtebb. Ennek hátterében a légúti betegségek (főleg asztma, COPD) előfordulási gyakoriságának növekedése áll, továbbá az, hogy az elmúlt évtizedek kutatás-fejlesztési munkájának eredményeként tovább fokozódott az inhalációs eszközök hatékonysága. Az aeroszol gyógyszerek elterjedését jelzi, hogy egyre több nem légúti betegségre is alkalmazzák (pl. fájdalomcsillapítás). Mind a betegek, mind a gyógyszergyártó cégek közös érdeke, hogy a megfelelő gyógyszer megfelelő helyre kerüljön, a mellékhatások minimalizálásával, költséghatékony módon. Ennek megfelelően, a fejlesztési irányokat a hatóanyag fejlesztés, az inhalátorok tökéletesítése és a légzőrendszeri kiülepedés optimalizálása (olyan légzési mód és részecske tulajdonságok, amely a gyógyszer célzott területre jutását optimalizálja) határozza meg. Ez utóbbi feladatot vállalták fel a KTIA_AIK_12-1-2012-0019 azonosítószámú pályázat konzorciumi partnerei is. Ennek keretében az Energiatudományi Kutatóközpont számítógépes modellezést végez. A projekt első szakaszának célja, hogy a piacon lévő aeroszol gyógyszerek légúti kiülepedéseloszlását tanulmányozzuk, valamint háromdimenziós légúti geometriákat állítsunk elő CT rétegfelvételekből. Módszer Az aeroszol gyógyszerek légúti kiülepedésének vizsgálatára számítógépes szimulációt alkalmazunk. A gyakorlatban a már meglévő sztochasztikus tüdőmodellt fejlesztjük tovább, hogy az alkalmassá váljék az aeroszol gyógyszerek légúti kiülepedés-eloszlásának minél pontosabb leírására. A numerikus szimuláció alkalmazásával hatékony módon jellemezhetjük mind a regionális, mind pedig a generációszám szerinti gyógyszerkiülepedést. A 3D légúti geometriák előállításához speciális szegmentáló és felületszerkesztő algoritmusokat használunk. A rekonstrukcióhoz a kiindulási adatokat a képalkotó eljárással (CT) felvett kétdimenziós képekből vesszük. A rekonstruált háromdimenziós digitális modellek 3D nyomtatóval fizikai üreges légúti modellekké alakíthatók, amelyekben már kísérletileg tanulmányozható a részecskeáramlás és kiülepedés (Kerekes et al. 2009, 2012). Eredmények Az 1. ábra bal panelje egy CT-s képsorozat alapján numerikusan rekonstruált realisztikus három-dimenziós centrális légúti geometriát mutat. A projekt során ilyen geometriákban kerül majd sor aeroszol gyógyszerek kiülepedés-eloszlásának mérésére. Az aeroszolok légúti depozícióját befolyásoló egyik legfontosabb tényező a részecskeméret. Az 1. ábra jobb paneljén a regionális kiülepedett frakciók láthatók a részecskeméret függvényében. Észrevehető, hogy az 5 mikrométernél nagyobb átmérőjű részecskék jelentős mértékben a felső légutakban ülepednek ki. Ez egybevág azzal a gyógyszeripari tendenciával, mely szerint a gyógyszerméretet néhány mikronra, lehetőleg egy mikrométer körülire csökkentik. Így megnövekszik annak az esélye, hogy a gyógyszer 40

lejut a kis légutakba. Az is szembetűnő, hogy e mérettartományban leginkább az acináris kiülepedés nő meg, nem pedig a bronchiális. Ahhoz, hogy ez utóbbi legyen a domináns kiülepedési hely, a részecskeméret további csökkentésére lenne szükség, de a kislégúti depozíció a jelenlegi részecskeméret megtartása mellet a légzési mód optimalizációjával is növelhető lenne. Ezen optimalizáció az elkövetkezendő munkaszakaszok feladata lesz.

1. ábra. CT felvételek alapján rekonstruált számítógépes 3D légúti geometria (bal oldal) és a felső légúti, bronchiális, acináris és teljes légzőrendszeri aeroszol depozíciós frakciók, mint a részecskeméret függvénye közepesen súlyos asztmás felnőtt esetében (jobb oldal) Következtetések A légutakban a kiülepedés hatására kialakuló depozícióeloszlást az átlagos részecskeméret nagymértékben befolyásolja. Az optimális depozíciós hatásfok eléréséhez ezért szükséges az inhalátor készülékek által generált részecskék méreteloszlásának ismerete, azonban az semmiképp nem elégséges. Fontos a légzőrendszeri kiülepedéseloszlást befolyásoló egyéb tényezők (pl. légzési paraméterek) azonosítása és optimalizálása, amely hozzájárulhat egy hatékonyabb és egyénre szabott inhalációs terápiás módszertan kidolgozásához. Köszönetnyilvánítás A munka a KTIA_AIK_12-1-2012-0019 projekt keretei között valósult meg. Irodalom Kerekes, A., Nagy, A., Czitrovszky, A., 2009. Experimental air flow and deposition studies with hollow bronchial airway models. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery, 22, 2, 175-176. Kerekes, A., Nagy, A., Czitrovszky, A., 2012. Theoretical and experimental investigation of aerosol deposition in realistic human airway model. European Aerosol Conference EAC2012, September 2-7, Granada.

41

A LÉGZŐRENDSZER BRONCHIÁLIS RÉGIÓJÁBAN KIÜLEPEDETT RÉSZECSKÉK MUKOCILIÁRIS TISZTULÁSÁNAK NUMERIKUS MODELLEZÉSE Farkas Árpád, Balásházy Imre, Jókay Ágnes, Füri Péter MTA Energiatudományi Kutatóközpont, Környezetfizikai Laboratórium 1121 Budapest, Konkoly-Thege Miklós út 29-33, E-mail: [email protected] Bevezetés Az inhalált aeroszolok egészségre gyakorolt hatása nagymértékben függ azok légzőrendszeren belüli eloszlásától. A légutak falán az aeroszolok térbeli és időbeli eloszlása alapvetően a kiülepedéstől és a tisztulástól függ. A bronchiális szakaszban a főbb tisztulási mechanizmusok a mukociliáris tisztulás és a fagocitózis. A csillószőrös tisztulás során a csillószőrök által hajtott és a légutak falát teljesen vagy részlegesen fedő nyákréteg a kitapadt részecskéket a garat irányába mozgatja, ahonnan azok a szabadba vagy az emésztőrendszerbe jutnak. A mukusz (nyák) légutakon belüli eloszlása, valamint annak dinamikai és patofiziológiai tulajdonságai tudományos viták tárgyát képezik. E kérdések mélyreható tanulmányozásának mind etikai, mind pedig technikai akadályai vannak. Az elérhető adatokon alapuló számítógépes modellek hasznos eszközök lehetnek e kutatások során. A jelen munka célja egy numerikus áramlástan alapú modell kifejlesztése és alkalmazása a kiülepedett részecskék csillószőrös (mukociliáris) tisztulásának szimulálására és a kiülepedés-tisztulás következtében kialakuló részecskeeloszlások kiszámítására. Módszer A belélegzett részecskék légutakon belüli tér- és időeloszlásainak meghatározásához egyaránt szükség van azok kiülepedés előtti és utáni dinamikájának ismeretére. Ez a részecskepályák kiszámításával valósítható meg. A részecskék kiülepedés előtti követését és kiülepedésének modellezését több munkánkban is bemutattuk. Jelen modellezés a kiülepedés utáni, vagyis a tisztulás vezérelte részecskemozgás leírását célozza meg. A részecskepályák meghatározása érdekében először a nyákréteg áramlási terét kell kiszámítanunk. A mikrométernél nagyobb részecskék esetében a nyákmozgás teljes mértékben meghatározza a részecskemozgást, mely a nyák sebességterének áramvonalai mentén történik. A mikrométernél kisebb részecskék szabadon diffundálhatnak a nyákban lévő polimerszálak között, ezáltal pályájuk eltér a mukusz áramvonalaitól. Mindkét esetben külön modelleztük a légutak mély régióiból feltisztuló és a célgeometrián (4.-5. generációs légúti elágazás) áthaladó, valamint a célelágazásba kiülepedett és onnan tisztuló részecskéket. A részecskeeloszlások inhomogenitásának kvantifikálására lokális részecskesűrűség-értékeket számítottunk, melyeket az átlagos részecskesűrűséghez viszonyítottunk. Eredmények Számítási eredményeink alapján a nyák sebességtere inhomogén (1. ábra). Az elágazás csúcsában kialakul egy lassú tisztulási zóna. A mélyről feltisztult részecskék elkerülik a zónát, de az ide kiülepedett részecskék csak késleltetve tisztulnak (2. ábra). A kiülepedésből származó részecskeeloszlás inhomogenitásának mértéke a tisztulás hatására egy 4-7 – szeres faktorral csökken. A kiülepedéssel ellentétben, 1 mikrométer felett, a részecskék tisztulása

42

nem függ a részecskemérettől. A diffúziós képesség részecskeméret függése miatt, a nano és ultrafinom részecskék tisztulási pályái méretfüggők. m/s parent branch parent branch

(gen. 4)

slow clearance areas

daugther daughterbranches branches (gen. 5)5) (gen.

daughter branch

1. ábra. A nyák sebességtere (bal oldal) és az elágazás csúcsában elhelyezkedő, a számítások során figyelembe vett lassú tisztulású zónák (jobb oldal)

2. ábra. Mélyről feltisztult (bal oldal) és a célelágazásba kiülepedett (jobb oldal) 1 m-es részecskék számított tisztulási pályái Következtetések A légutakban a kiülepedés hatására kialakuló részecskeeloszlást a mukociliáris tisztulás nagymértékben módosítja. A tisztulás hatására az inhomogenitás mértéke csökken, de a részecskeeloszlás továbbra is erősen egyenetlen marad, ami összefüggésben állhat a patológiai tanulmányokban kimutatott preferenciális tumorelőfordulással. Köszönetnyilvánítás A munka az Európai Unió és Magyarország támogatásával a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-12012-0001 azonosítószámú „Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program” című kiemelt projekt keretei között valósult meg. 43

AEROSZOL VIZSGÁLATOK ÓCSAI PASSZÍVHÁZ-KÖZELI ÉPÜLETEKBEN Kozmáné Szirtesi Krisztina1, Angyal Anikó2, Szoboszlai Zoltán2,a, Furu Enikő2,3,a, Török Zsófia2,3,c, Kertész Zsófia2,b 1

Debreceni Egyetem Műszaki Kar, Építőmérnöki Tanszék 4028 Debrecen, Ótemető u. 2-4., E-mail: [email protected] 2 MTA Atommagkutató Intézete (ATOMKI), Ionnyaláb-alkalmazások Laboratóriuma 4026 Debrecen, Bem tér. 18/c. 3 Debreceni Egyetem, 4010 Debrecen, Egyetem tér 1. Bevezetés Európa-szerte eddig több tízezer passzívház épült, míg hazánkban csak néhány tucatnyi. Elterjedésükkel azonban számolnunk kell, köszönhetően a 2010/31/EU direktívának, mely szerint 2020. után minden új épület közel nulla energiaigényű lehet csak. Ez a követelmény gyakorlatilag csak passzívházakkal teljesíthető. Az épületek szellőzését háromféle mechanizmus biztosíthatja: a természetes szellőzés, a mesterséges (gépi) szellőzés, illetve az infiltráció. Ezen mechanizmusok eredményezik a külső aeroszol részecskék beltérbe történő bekerülését (Chen és Zhao, 2010). Martuzevicius et al. (2008) szerint a PM2.5 koncentráció alakulásában az épületburok szerkezete és az épület szellőzésének típusa a legfontosabb befolyásoló tényező. A szennyeződést a természetes és mesterséges szellőzés távolítja el. Zhao et al. (2006) úgy találták, hogy a légcsereszám játssza a legfontosabb szerepet a levegő minőségében és a szennyezőanyagok összetételében. Viszont az épületburok maga nem biztosítja kellő hatékonysággal a beszűrődő szennyezőanyagok eltávolítását (Thatcher és Layton, 1995). Az aeroszol vizsgálatok szempontjából a passzívházak azért érdekesek, mert szellőzésük gépi, az épületburok pedig légtömör. Így várhatóan kevés szennyeződés jut be, viszont az eltávolítása hatékony, ezért a belső levegőminőség jobb lehet, mint szokványos épületekben. Anyag és módszer A vizsgálatokat Ócsán végeztük 2012 januárjában, két passzívház-közeli épületben (B és C ház). Referenciaépületként (A ház) egy felújított, régi épületet használtunk. A mesterséges szellőzés légcsereszáma ismert volt, az infiltrációs szellőzést Blower-Door módszerrel mértük meg (n50). Sherman (1987) és Jokisalo et al. (2009) munkái és a PHPP módszer alapján határoztuk meg a fűtési idényre jellemző átlagos légcsereszámot az n50 értékéből. Az aeroszol mintavételi kampány 2012. január 3 és 16 között zajlott. A gyűjtés során Nuclepore kétfokozatú mintavevőket használtunk párhuzamosan a házakban (A-, B-, C ház) és az A ház udvarán. Továbbá 10 fokozatú PIXE International kaszkád impaktort alkalmaztunk a B házban és az A ház udvarán, mely 10 méretfrakció szétválasztását tette lehetővé a 16-0,05 mikrométeres mérettartományon belül. A gyűjtött minták elemösszetételét (Z≥13) PIXE módszerrel határoztuk meg az MTA Atommagkutató Intézet Ionnyalábalkalmazások Laboratóriumában. Eredmények Az épületek jellemzőit figyelembe véve az átlagos PM2.5 és PM10 tömegkoncentráció a passzívház közeli épületek (B és C ház) esetén magasabb értékeket mutatott a hagyományos lakóépületben mértnél (A ház) (1. ábra). 44

A mérési helyeken kapott átlagos I/O arány a PM2.5 esetén alacsonyabb volt, mint a PM2.5-10-nél, amely jelzi a „passzívházak” esetén a gyengébb belső PM2.5 forrásokat. Valószínűsíthető, hogy a házi por felkeveredése volt a meghatározó. A kéreg eredetű elemek (Si, Ca, Fe, Mn) méreteloszlása két maximumot mutatott 2-4 µm-es és 8-10 µm-es tartományban az udvaron. Ugyanakkor a beltéri (B ház) mérés eredményeként azt tapasztaltuk, hogy ezen elemek koncentrációja kisebb volt, valamint a Fe és Mn méreteloszlásában csak 1. ábra PM10 és PM2.5 tömegkoncentráció egy maximum jelen meg 1-2 µm-es tartományban. Az antropogén eredetű elemek (S, K, Zn, Pb) esetében két csúcs (0.25-0.5 µm és 1-2 µm) volt megfigyelhető az udvar esetében, míg a házban egy maximum jelent meg a 0.25-0.5 µm mérettartományban. Ezen adatok jelzik, hogy a durva frakció kiszűrése biztosított a „passzívház” esetében. A beltér PM2.5 dúsulási tényező aránya csaknem minden elem esetében 1 alatti értéket mutatott, ami külső eredetre utal. Ugyanakkor ez az arány a K, P, Cu, Zn, Pb esetében nagyobb volt, mint 1 a durva frakcióban, mutatva, hogy ezek az aeroszol összetevők nagymértékben feldúsultak és belső forrásúak. A cink és ólom beltéri dúsulása mindkét „passzívház” esetén magasabb volt, mint a hagyományos lakóépületben. Méréseink alapján nem igazolódott be az a feltevés, hogy a passzívház közeli épületek beltéri aeroszol szennyezettsége a szokványos épülethez képest jelentősen jobb lenne. Ennek oka lehet a nem megfelelő légszűrők beépítése valamint a szellőztető rendszer által keltett reszuszpenzió. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. c) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült.

Irodalom Chen, C., Zhao, B., 2010. Review of relationship between indoor and outdoor particles: I/O ratio, infiltration factor and penetration factor. Atmospheric Environment 45, 275-288. Martuzevicius, D., Grinshpun, S. A., Lee, T., Hu, S., Biswas, P., REponen, T., LeMasters, G., 2008. Trafficrelated PM2,5 aerosol in residential houses located near major highways: Indoor versus outdoor concentrations. Atmospheric Environment 42, 6575-6585 Zhao, W., Hopke, P. K., Norris, G., Williams, R., Paatero, P., 2006. Source apportionment and analysis on ambient and personal exposure samples with a combined receptor model and adaptive blank estimation strategy. Atmospheric Environment 40, 3788-3801 Thatcher, T. L., Layton, D. W., 1995. Deposition, resuspension, and penetration of particles within a residence. Atmospheric Environment 29, 1487-1497. Sherman, M. H., 1987. Estimation of Infiltration from Leakage and Climate Indicators. Energy and Buildings 10, 81-86 Jokisalo, J., Kurnitski, J., Korpi, M., Kalamees, T., Vinha, J., 2009. Building leakage, infiltration, and energy performance analyses for Finnish detached houses. Building and Environment 44, 377-387

45

NYOMTATOTT ÁRAMKÖRÖK HULLÁMFORRASZTÁSA SORÁN KELETKEZETT AEROSZOLRÉSZECSKÉK AZONOSÍTÁSA ÉS KÉMIAI JELLEMZÉSE Szoboszlai Zoltán 1,a, Kertész Zsófia 1,b, Szikszai Zita 1, Angyal Anikó 1, Furu Enikő 1,2,a, Török Zsófia 1,2,c, Daróczi Lajos 2, és Kiss Árpád Zoltán 1 1

Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet 4026 Debrecen, Bem tér 18/c., E-mail: [email protected] 2 Debreceni Egyetem 4032 Debrecen Egyetem tér 1. Bevezetés Számos kutatásban kimutatták, hogy fémtartalmú füstök és porok belélegzése az emberi egészségre káros hatássokkal járhat. Ez leginkább azokat a személyeket érinti, akik olyan ipari munkahelyen dolgoznak, ahol gyakoriak a fémtartalmú aeroszolrészecskéket emittáló folyamatok és berendezések (pl. olvasztók, forrasztók, hegesztőgépek). Jelenlegi kutatásunk célja egy olyan munkahely aeroszol szennyezettségének részletes vizsgálata volt, ahol különböző elektronikai áramkörök gyártása, tesztelése és forrasztása zajlott. Ezen a munkahelyen főképpen hullámforrasztással rögzítették a különböző komponenseket a nyomtatott áramkörök felületére. A módszer neve abból ered, hogy a forrasztáshoz egy kádban levő folyékony fémötvözet hullámzását használják. A forrasztáshoz kétféle forrasztó ötvözetet használtak: ólmozottat (Sn-Pb) és ólommenteset (Sn-Ag-Cu-Sb). Módszerek Két 48 órás mintavételi kampányt folytattunk. A két mintavételi időszak munkakörülményei abban különböztek egymástól, hogy az első kampány során (2008-ban) 3 műszakban folyt a munka, míg a második kampány során csak két műszakban és 2009-re több ólmos forrasztót leállítottak, vagy lecserélték ólommentes forrasztóra. A gyűjtéshez kétféle mintavevőt használtunk: Nuclepore típusú kétfokozatú mintavevőket és egy 10 fokozatú PIXE International kaszkád impaktort. Az első kampány során csak egy ólommentes hullámforrasztó mellett volt mintavétel, míg a második során az ólommentes hullámforrasztón kívül mintát gyűjtöttünk még egy ólmos hullámforrasztónál, egy légbefúvó alatt és egy úgynevezett veszélyes-anyag raktárnál. A minták „bulk” elemanalízise PIXE módszerrel történt. Az impaktorral gyűjtött mintákon pedig egyedi szemcse analízist is végeztünk az ATOMKI-ban található ion-mikroszondával. További morfológiai vizsgálatokat végeztünk az olvasztóknál gyűjtött mintákon pásztázó elektronmikroszkóppal. Eredmények Vizsgálataink során kimutattuk, hogy az áramköri panelek gyártási folyamata aeroszolemisszióval járt. Az aeroszol részecskékre jellemző elemarányok és elemkorrelációk, valamint a méreteloszlás elemzése alapján meg tudtunk nevezni beltéri forrásokat, úgymint forrasztás, fluxálás, maratás és tisztítás. A hullámforrasztók környékén az aeroszol koncentráció növekedését tapasztaltuk. Az ólmos- és az ólommentes hullámforrasztókban használt fémötvözetek főbb alkotóelmei megtalálhatóak voltak az aeroszol részecskékben (1. ábra). Elektronmikroszkópos vizsgálatokkal beltéri forrásokra jellemző részecsketípusokat 46

azonosítottunk (2. ábra). EgyediszemcseSn 400 PM>2.5 Pb analízis segítségével megállapítottuk, Konc. Ag 3 hogy az aeroszol részecskék Fe és Cl [ng/m ] 80 Cu tartalma között korreláció van, amely az 60 áramköri panelek maratásából származhatott. 40 A három műszakról két műszakra 20 való áttérés a gyártási folyamatok által emittált aeroszol mennyiségét, míg az 0 Pb-mentes Pb-mentes Pb-os Veszélyes- Légbefúvó ólmos forrasztók ólommentesekre hullámhullám- hullá- anyag (2009) cserélése az ólom koncentrációját forrasztó forrasztó forrasztóraktár (2008) (2009) (2009) (2009) csökkentette. Kutatásunk összességében a munkahely alacsony aeroszol szennyezettségét mutatta ki, ami egyrészt 1. ábra Sn, Pb, Ag és Cu elemkoncentrációk az köszönhető volt a légszűrő- üzemcsarnokban gyűjtött durva méretfrakciójú mintákon.Mind az aeroszol tömegkoncentráció berendezéseknek másrészt a kis beltéri emissziónak. értékek, mind az ólom koncentrációk messze a WHO által ajánlott határértékek alatt voltak. (a)

5 µm

(b)

(e)

5 µm

(f)

2,5 µm

5 µm

(c)

1 µm

(d)

10 µm

(g)

5 µm

(h)

10 µm

2. ábra Az üzemcsarnokban előforduló néhány aeroszol típus pásztázó elektronmikroszkóppal készített felvétele. (a) Fe-Cl tartalmú agglomerátum; (b) vasoxid részecske; (c) Pb-Cu-Cl részecske; (d) Zn-ben gazdag részecske; (e) szferoid formájú Sn részecske; (f) Sn részecske szubrészecskékkel a felületén; (g) irreguláris morfológiájú Sn-részecske; (h) Sn-Ag részecske. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. c) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült.

Irodalom Z. Szoboszlai, Zs. Kertész, Z. Szikszai, A. Angyal, E. Furu, Zs. Török, L. Daróczi, Á.Z. Kiss Identification and chemical characterization of particulate matter from wave soldering processes at a printed circuit board manufacturing company, Journal of Hazardous Materials, 203–204 (2012) 308-316. 47

DIESEL MOTOROK LEVEGŐHIGÍTÁS NÉLKÜLI VIZSGÁLATA PM10 PM2,5 PM1,0 KOROM RÉSZECSKE FRAKCIÓKRA IN STACK, IZOKINETIKUS, REALTIME GRAVIMETRIKUS, MINTAVÉTEL Kálmán Csaba 1, Kálmán István 2 , Sándor Tamás 3, Csutorás Márton 4 , Bán Sándor 5 Roman Szabolcs 6 1,2

Kálmán System Környezetvédelmi Műszer Fejlesztő, Gyártó, Kereskedelmi Kft H-1121 Budapest, Konkoly Thege u. 29/33; E-mail: cskalman @ kalman.kfkipark.hu 3,4,5,6 Fuzzysys Informatikai, Szakértő, Tanácsadó Kft. H-1039 Budapest, Királyok útja 206 MEGBÍZÓ: CMC MEDICAR Kft. Bevezetés Helyhez kötött légszennyező források, nem járműként üzemelő diesel-motoros erőgépek szilárd anyag tömegkoncentrációjának meghatározására jelenleg az MSZ EN 13284-1, ISO 9096 szabványt alkalmazzuk. Diesel járművek, mozgó erőgépek részecske mintavevő rendszerére jelenleg csak ajánlások ismertek. Járművek forgalomba helyezésével összefüggő kötelező mérésekre ENSZ-EGB 83 / 2012 egységes rendelkezése is csak ajánlásokat tartalmaz. ENSZ-EGB 83 / 2012/ 14. ábra/ ajánlott részecske mintavevő rendszer elvi rajzából és leírásából, tapasztalataink alapján megállapítható: Pótlevegő hígításos, alacsony Reynolds számú, nagy felületű alagút rendszerben elhelyezett, szabályzás nélküli mintavétel a megkívánt tűrés határon belül nem szolgáltat reprodukálható adatokat. Szükségessé vált álló és mozgó járművek frakcionált és teljes tömegkoncentrációjának reprodukálható mintavételezésére alkalmas mérőkör kifejlesztése. Járművek hatásfok vizsgálatára, fejlesztésre, forgalomba helyezésével összefüggő kötelező mérésekre a MSZ EN 13284-1, ISO 9096 szabványokra alapozva minden részletében új mérőkört fejlesztettünk ki. A gyors ciklusváltásokhoz igazodó valós idejű izokinetikus mérőkört, kis méretű különleges „PM” kaszkád impaktort szoftvereket, tárolási, mérlegelési módszert dolgoztunk ki. A szerzők előadásukban ismertetik Szilárd szennyezők PM10; PM2,5; PM1 frakcionált és teljes tömegkoncentrációjának reprodukálható mintavételezésére alkalmas mérőkört, A fejlesztési projekt során eddig elvégzett méréseket, továbbá mozgó járművekre telepítés lehetőségeit. Projekt eddig elvégzett fő részei Tervezési alapadat mérésekre összportartalom meghatározására belsőtéri „in stack” mérőkör tervezése, kivitelezése, fékpad nélküli próbamérések. Pótlevegő hígításos rendszerrel végzett összehasonlító vizsgálatok. Nagy jármű fékpadon végzett PM10; PM2,5; PM1 frakcionált és teljes tömegkoncentráció meghatározás.

48

1. ábra

2 . ábra

3. ábra

4. ábra

Irodalom I. Kálmán, Cs. Kálmán, P. Zombori, T. Cziczó: High Volume Airborne Particle Sampler for Environmental Monitoring with Built-in PM 2-10 Pre-separator Installed in Containers. International Environmental Technology P. 13-15. 09-10. 1996 Á. Mészáros, I. Kálmán: The application of PM2 preseparation impactor for high volume flow dust sampling. Science of Hygiene 44., 65-72 (2000) S. Kapitány, I. Kálmán: Measured radioaktivity of PM10/PM2,5 airborne dust pollution in the vicinity of „Püspökszilágy” radioaktive waste depository. Journal of Aerosol Science EAC 2004 S275-276 A. Nagy, I. Kálmán, Cs. Kálmán: Design and Evaluation of the KS-220 and KS-222 Annular Slit Nozzle PM10A/10B→ PM2.5A/2.5B→ PM1A/1B Cascade Impactors. CEM 2007 International Conference on Emissioms Monitoring 09.05-06, 2007 M. F. Csutoras, T. Sandor: Real-time isokinetic dust and gas sample. Hungarian Aerosol Society Conference H-Galyatető 10.20-21, 2011 Ábra jegyzék 1. ábra 2. ábra 3. ábra 4. ábra

Tervezési alapadokhoz szélcsatorna. RENAULT MASTER vizsgálata KS-220-D PM10; PM2,5; PM1 3*2 fokozatú kaszkád impaktor szondaszárral ATI Nagy próbapadon mérések

49

KÖRNYEZETI LEVEGŐ SZERVES ALKOTÓINAK ÉS KELLEMETLEN SZAGANYAGAINAK MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREINEK FEJLESZTÉSE Ágoston Csaba, Pusztai Krisztina, Stelczer Attila KVI-PLUSZ Környezetvédelmi Vizsgáló Iroda Kft. A környezeti levegőben jelenlévő szerves szennyezők egy része szilárd szemcsékhez kötődik, és a szálló porral, elsősorban a finom és ultrafinom részecskékkel (PM10, PM2,5) belégzés útján bekerülhetnek az élő szervezetekbe. A szállópor összetételének meghatározására szolgáló mintavételek során használt automata mintavevő berendezések többségében nem megoldott a minták mintavételt követő, szilárd szemcsékhez kötődő illékonyabb szerves alkotók (semi-volatile) szakmai elvárásoknak megfelelő tárolása, mely megakadályozná az adott alkotók esetén fellépő veszteséget. Másrészt a lakosságot zavaró környezeti szaghatások egyes esetekben speciális időjárási körülmények között alakulnak ki (pl. szélirány, inverziós állapot, stb.), mely megnehezíti megfigyelésüket, mérésüket. A fenti problémák megoldása érdekében egy hűtött mintatárolóval felszerelt berendezésen alapuló mintavételi módszert fejlesztettünk ki a szállóporhoz kötődő szerves alkotók megfelelő mintavételére, és kifejlesztettünk egy új bűzmintavételi módszert, melynek segítségével a speciális időjárási viszonyok között kialakuló bűzproblémák is vizsgálhatók. Előadásunkban, az idő rövidsége miatt elsősorban az utóbbi témakörben elért eredményeinket mutatjuk be.

50

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia keretében szervezett

TÁMOP-4.2.3-12/1/KONV-2012-0057 Földünk természetes védelmi rendszerei interiszciplináris workshop

51

SZAHARAI EREDETŰ ÁSVÁNYI POR A KÁRPÁT-MEDENCE LÉGKÖRÉBEN Varga György1, Kovács János2,3, Újvári Gábor4 1

MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajzi Intézet, 1112 Budapest, Budaörsi u. 45., [email protected] 2 Pécsi Tudományegyetem, Földtani Tanszék, 7624 Pécs, Ifjúság u. 6., [email protected] 3 Pécsi Tudományegyetem, Szentágothai János Kutatóközpont, Geoanalitikai Kutatócsoport, 7624 Pécs, Ifjúság u. 20. 4 MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Geodéziai és Geofizikai Intézet, 9400 Sopron, Csatkai E. u. 6-8. [email protected] Bevezetés A sivatagi-félsivatagi területekről porviharok során évente 1–3 milliárd tonna ásványi por kerül a légkörbe; mely szemcsék jelentős lokális, regionális és globális éghajlati és környezeti hatásokkal bírnak (Pósfai és Buseck 2010; Varga, 2010). Földünk legnagyobb porforrásterületéről, a Szaharából származó finomszemcsés törmelékes aeroszol részecskék időnként – nem is oly ritkán – a Kárpát-medence légkörében is megtalálhatók (Borbély-Kiss et al. 2004; Koltay et al. 2006; Szoboszlai et al. 2009; Nagy, 2009; Varga, 2012; Varga et al. 2013). A 2013-as év hazai szaharai poros eseményei intenzitásuknál és hosszan elnyúló jellegüknél fogva számos esetben jelentős médiafigyelmet is kaptak. Módszerek Munkánk során 1979–2011 közötti időszak napi TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) Aeroszol Index adatmátrixait dolgoztuk fel, és a Kárpát-medence területére számított standardizált aeroszol index pozitív értékei jelezték a porviharos események lehetőségét. Ennek ellenőrzése végett minden egyes lehetséges epizódhoz (1) műhold felvételeket kerestünk (NOAA AVHRR; ESA Meteosat SEVIRI; NASA Terra vagy Aqua MODIS), valamint (2) a Kárpát-medencét elérő légtömeg NOAA HYSPLIT visszatrajektálását végeztük el. Az azonosított poros események meteorológiai hátterét (700 mb geopotenciál szint; szélvektor, meridionális és horizontális szélkomponensek) csoportokba foglaltuk. Eredmények A vizsgálati időszak során 130 szaharai porviharos eseményt azonosítottunk. Az egyértelmű tavaszi (áprilisi) maximum mellett megállapítható, hogy nyáron (elsősorban júliusban) is gyakran található szaharai por a légkörünkben, míg a téli események ritkának mondhatók. Jellemző meteorológiai hátterük és az ehhez kapcsolódó szállítási útvonalak alapján 3 jellemző csoportba foglaltuk ezeket, valamint a lehetséges forrásterületeket is körvonalaztuk. Az 1-es típus esetében a szinoptikus meteorológiai helyzet (egy az Atlantióceán északi medencéje és egy Észak-Afrika felett található magnyomású légköri képződmény közé északról lehúzódó teknő vagy ciklon kialakulása hoz létre) az afrikai kontinens északnyugati régióiból származó poranyag északkeleti irányú terjedésének kedveznek. A 2-es típus esetében a Földközi-tenger középső medencéje felett kialakuló ciklon előoldalán létrejövő meridionális áramlás a legközelebbi észak-afrikai lehordási területek felől szállít port hazánk fölé. A leghosszabb és egyben a legritkábban előforduló 52

poros események a 3-as típusba kerültek, mely során esetenként 6500 km-es távolságot is szállítódik a finomszemcsés törmelék mielőtt hazánk területét eléri (1. ábra).

1. ábra. Legfontosabb szaharai porforrásterületek és a jellemző szállítási útvonalak. Irodalom Koltay, E., Borbély-Kiss, I., Kertész, Zs., Kiss, Á.Z., Szabó, Gy., 2006. Assignment of Saharan dust sources to episodes in Hungarian atmosphere by PIXE and TOMS observations. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 267, 449–459. Nagy A., 2009. Magyarországra szaharai port szállító időjárási helyzetek elemzése MSG műholdképek alapján. MSc diplomamunka, Eötvös Loránd Tudományegyetem Meteorológiai Tanszék, Budapest, 82 p. Pósfai, M., Buseck, P.R., 2010. Nature and climate effects of individual tropospheric aerosol particles. Annual Review of Earth and Planetary Sciences 38, 17–43. Szoboszlai, Z., Kertész, Z., Szikszai, Z., Borbély-Kiss, I., Koltay, E., 2009. Ion beam microanalysis of individual aerosol particles originating from Saharan dust episodes observed in Debrecen, Hungary. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms 267, 2241–2244. Varga Gy., 2010. Gondolatok a porviharok és a klimatikus, környezeti folyamatok összefüggéseiről. Földrajzi Közlemények 134. (1) pp. 1−14. Varga Gy., 2012. Szaharai eredetű por a Kárpát-medence légkörében. Földrajzi Közlemények 136, 106–124. Varga, Gy., Kovács, J., Újvári, G., 2013 Analysis of Saharan dust intrusions into the Carpathian Basin (Central Europe) over the period of 1979-2011. Global and Planetary Change 100, 333–342.

53

AEROSZOL RÉSZECSKÉK NAGYTÁVOLSÁGÚ TRANSZPORTJÁNAK VIZSGÁLATA MODELLSZÁMÍTÁSOK ALAPJÁN Ferenczi Zita Országos Meteorológiai Szolgálat 1024 Budapest, Kitaibel Pál utca 1., E-mail: [email protected] Bevezetés Az elmúlt években bebizonyosodott, hogy a légszennyezésnek káros hatása van az emberi egészségre, ezért a városokban élők, akik leginkább érintettek a légszennyezés által, egyre inkább igénylik azokat a tájékoztató rendszereket, amelyek a levegőminőségéről informálják a lakosságot, és amelyek esetleg a levegőminőségére vonatkozó előrejelzéseket is tartalmaznak. Ezeknek az előrejelző rendszereknek fontos háttér információja a szennyezőanyagok nagytávolságú tarnszportjának ismerete, amely nélkül nem készíthető pontos előrejelzés, elsősorban a hosszabb légköri tartózkodással rendelkező szennyezőkre vonatkozóan. Ebben a tanulmányban megvizsgáltuk, hogy a magyarországi PM légszennyezettség kialakulásához milyen mértékben járulnak hozzá az országhatáron túli légszennyező források. A vizsgálat egyik eszköze az EMEP kémiai transzport modellje, amellyel végzett számítások jelentik az elemzések alapját, de felhasználtuk a hazai kutatások eredményeit is Kertész et al. (2010). A kapott eredmények nemcsak az előrejelzések pontosításához, hanem a PM szennyezettség csökkentését célzó intézkedések megtervezéséhez is fontos alapinformációt szolgáltathatnak. Alkalmazott modell A légkörbe került szennyezőanyagok sok esetben nem a forrásukhoz közel, hanem attól távoli helyeken okoznak légszennyezettségi problémákat. Ezért indult el a 80-as évek végén a szennyezőanyagok nagytávolságú transzportjának vizsgálatára a kémiai transzport modellek fejlesztése és ezen modellek egyike az ún. EMEP modell. Az EMEP modell egy Euler típusú kémiai transzport modell Simpson et al. (2012), amely elsősorban a savasodás és a fotooxidánsok nagytávolságú transzport vizsgálatának fontos eszköze. Emisszió Az EMEP modell standard input emissziós adatai az éves nemzeti rácsponti emissziós adatokból állnak elő, amelyek tartalmazzák a kén-dioxidot (SO2), a nitrogén-oxidokat (NOx = NO + NO2), az ammóniát (NH3), a nem metán illékony szerves vegyületeket (NMVOC), a szén-monoxidot (CO) és az aeroszol részecskéket (PM2.5, PM10). Az aeroszol részecske kategória igény szerint tovább osztható: elemi szénre, szerves anyagokra és más vegyületekre. Az emisszió lehet antropogén eredetű, (fosszilis anyagok és biomassza alapú üzemanyagok égetése, oldószer kibocsátás, stb.) vagy a természetes forrású (pl. a lombkorona VOC kibocsátása, vulkánok, stb.). Az „Egyezmény a nagy távolságra jutó, országhatárokon átterjedő levegőszennyezésről” nemzetközi jegyzőkönyvet aláíró országoknak minden évben, nemzeti becsléseket kell készíteniük az antropogén szennyezőanyag kibocsátásukra vonatkozóan. Az emissziós adatokat 10 antropogén szektorra osztották fel, amelyeket SNAP kódoknak nevezünk. Az EMEP emissziós központja által az országoktól begyűjtött emissziós adatokat rácsponti

54

adatokká kell konvertálni, amelynek térbeli felbontása meg kell hogy egyezzen, az EMEP modell futtatása során alkalmazott rács térbeli felbontásával. Meteorológiai adatok Az EMEP modell futtatásának nélkülözhetetlen bemenő adatai az adott év meteorológiai viszonyait leíró adatfájlok. Az EMEP modell elsődleges meteorológiai inputját az ECMWF numerikus előrejelző modell szolgáltatja. A légkör viselkedését a meteorológiai paraméterek 3 órás időbeli és 0,14° x 0,14° horizontális térbeli felbontással és 91 vertikális légköri szintre vonatkozóan írják le. Eredmények Az EMEP modellel végzett számítások eredményei éves átlagban írják le a szennyezőanyagok nagytávolságú transzportját, tehát egy-egy epizód helyzetben a hatások mértéke jóval nagyobb is lehet. A modellszámítások alapján megállapítást nyert, hogy a Magyarországon kialakuló PM légszennyezésért 70-80%-ban az országhatáron túli légszennyező források a felelősek. A nagytávolságú transzport hatása jelentős térbeli változékonyságot mutat, legjelentősebb az ország nyugati határvidékén, legkisebb a Duna és a Tisza által határolt északi területeken. Az európai államok közül Romániából és Lengyelországból érkezik a legtöbb aeroszol szennyezés Magyarország légterébe. Magyarországon kibocsátott részecskék leginkább Szlovákia, Szerbia és Horvátország PM szennyezettségéhez járulnak hozzá jelentős mértékben. Magyarország által kibocsátott részecskék 37%-a marad hazánk területén, 63%-a pedig átlépi az országhatárt, más államok aeroszol szennyezettségét növelve. Összességében megállapítható, hogy Magyarországra 30%-kal több részecske érkezik a határon túlról, mint amennyit az ország a légkörbe bocsát. Irodalom Simpson, D., Benedictow, A., Berge, H., Bergström, R., Emberson, L. D., Fagerli, H., Flechard, C. R., Hayman, G. D., Gauss, M., Jonson, J. E., Jenkin, M. E., Nyíri, A., Richter, C., Semeena, V. S., Tsyro, S., Tuovinen, J.-P., Valdebenito, Á., and Wind, P.: The EMEP MSC-W chemical transport model – technical description, Atmos. Chem. Phys., 12, 7825-7865, doi:10.5194/acp-12-7825-2012, 2012. Kertész, Zs., Szoboszlai Z., Angyal A., Dobos E., Borbély-Kiss, I. (2010): Identification and characterization of fine and coarse particulate matter sources in a middle-European urban environment. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 268(2010), 1924-1928.

55

KÖZÉP-GRÖNLANDI JÉGBEN MEGŐRZÖTT ~20 EZER ÉVES LÉGKÖRI AEROSZOLOK EREDETE: AGYAGÁSVÁNYTANI ÉS Sr, Nd, Pb IZOTÓPOS BIZONYÍTÉKOK Újvári Gábor1, Németh Tibor2, Kovács János3,4, Varga György5 1

MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Geodéziai és Geofizikai Intézet, 9400 Sopron, Csatkai E. u. 6-8., E-mail: [email protected] 2 MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földtani és Geokémiai Intézet, 1112 Budapest, Budaörsi u. 45. 3 Pécsi Tudományegyetem, Földtani Tanszék, 7624 Pécs, Ifjúság u. 6. 4 Pécsi Tudományegyetem, Szentágothai János Kutatóközpont, Geoanalitikai Kutatócsoport, 7624 Pécs, Ifjúság u. 20. 5 MTA Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont Földrajzi Intézet, 1112 Budapest, Budaörsi u. 45.

Bevezetés A közép-grönlandi jégmagok (GISP2 és GRIP) a jégbuborékokban csapdázódott gázok és a jég δ18O összetétele révén részletes információkat biztosítottak a paleoklíma alakulásáról az utolsó 130 ezer évre (Johnsen et al. 1997). A jégben ezen felül a hosszú távú légköri szállítást követően kihulló ásványi mikroszemcsék (0.1-5 μm) is megőrződtek, és ezek koncentrációja szoros kapcsolatot mutat az egykori klimatikus viszonyokkal és ezek változásaival. Így az utolsó glaciális maximum során (~23-20 ezer BP évek) a por koncentrációja elérte a 8000 μg kg-1 körüli értékeket is, a preboreális holocén 50-70 μg kg-1– os háttér értékeihez viszonyítva (Steffensen, 1997, Ruth et al. 2003). Ezen ásványi szemcsék lehetséges forrásterületeinek azonosítása kulcskérdés a jégkorszaki globális légköri cirkuláció jobb megértése szempontjából. Adatok és konklúziók A jégmagokból kinyert ásványi por átlagos szemcseösszetétele 1.3-1.5 μm körüli, agyagásványtani összetételükre jellemző a 45-60% közötti illit, 10-25% közötti kaolinit, 2030% közötti klorit és viszonylag alacsony (2-5%) szmektit koncentráció. Kaolinit/klorit arányuk 0.5 és 0.8, káliföldpát/plagioklász földpát arányuk 0.3-0-4 közötti (Biscaye et al. 1997; Svensson et al. 2000). Agyagásványtani összetételükben észak-amerikai minták és a Kínai Löszfennsíkról származó homok- és löszminták állnak a legközelebb a jégben megőrzött porhoz. Emellett a kelet-közép-európai löszök finom frakciójának összetétele is igen hasonló (illit: 30-60%, kaolinit/klorit arány: 0.4-0.7), bár alacsonyabb kaolinit és magasabb szmektit tartalommal (Újvári et al. 2012). Aleinikoff et al. (2008) szerint a szmektit könnyen képez aggregátumokat, így a jégben lévő por alacsony szmektit tartalma önmagában nem zárja ki annak egy szmektitben gazdagabb forrásból való származását. A glaciális por 87Sr/86Sr összetétele 0.717-0.720, εNd(0) összetétele -9 és -10 között mozog a GISP2 és GRIP jégmagokban (1. ábra). Az agyagásványok alapján feltételezett források közül az eddig vizsgált észak-amerikai üledékek a Nd izotóp összetétel alapján kizárhatóak (εNd(0): -15 és -25 között). Ezzel konzisztens képet mutat az Pb izotóp összetétel is (206Pb/204Pb: 19.1-19.4 és 207Pb/204Pb: 15.68-15.73), amely szintén eltér a jégben megőrzött porok összetételétől. A glaciális por kelet-ázsiai forrásokhoz viszonyított kevésbé radiogén Sr izotóp összetételét korábban úgy magyarázták, hogy az ázsiai üledékekből (pl. lösz) származó por a cirkum-Pacifikus zóna vulkáni anyagával keveredett (Biscaye et al. 1997; Svensson et al. 2000). Ezt alátámasztani látszanak az Pb izotóp összetételi adatok is és az EM1 és EM5 közötti keveredési modellek (1. ábra). Ugyanakkor a Sr-Nd izotóp összetétel tekintetében a kelet-közép-európai löszök finom frakciója részben átfed a jégmagokban lévő por 56

összetételével és a keveredés feltételezése nélkül magyarázza annak Sr-Nd izotóp adatait (Újvári et al. 2012). Sajnos ez utóbbi üledékből egyelőre nem állnak rendelkezésre Pb izotóp adatok. Egy fontos további megfigyelés, hogy az eddig PTF-ként nem elemzett északamerikai Peoria löszben található káliföldpátok Pb izotóp összetétele szintén átfed a jégmagokban lévő por adataival (Aleinikoff et al. 2008).

1. ábra. Glaciális por (jégmagok) és potenciális forrásterületek (PTF) üledékeinek 5 és 30 mikron alatti frakciójának Sr, Nd és Pb izotóp összetétele.

Világos, hogy a jégmagokban található glaciális aeroszolok egyik forrásterülete a keletázsiai sivatagok és a Kínai Löszfennsík lehet. Ezzel együtt nyilvánvaló, hogy több potenciális forrásterület (PTF) alulreprezentált volt a korábbi kutatásokban. Így például PTF-ként a keletközép európai löszterületek sem zárhatók ki, de a hatalmas kiterjedésű észak-amerikai löszterületek további beható elemzésére is sort kell keríteni. Az ezt követő értékelés vezethet el a jégkorszaki légköri cirkuláció jobb megértéséhez az északi féltekén és nyújthat validáló adatokat légköri cirkulációs modellekhez. Köszönetnyilvánítás A jelen tanulmány elkészítéséhez nyújtott támogatásért ÚG köszönetét fejezi ki a Fulbright Bizottságnak (Fulbright posztdoktori ösztöndíj, Grant number: 1209105) illetve az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíj Kuratóriumának.

Irodalom Aleinikoff, J.N., Muhs, D.R., Bettis III, E.A., Johnson, W.C., Fanning, C.M., Benton, R., 2008. Isotopic evidence for the diversity of late Quaternary loess in Nebraska: glaciogenic and nonglaciogenic sources. Geol. Soc. Am. Bull. 120, 1362–1377. Biscaye, P.E., Grousset, F.E., Revel, M., Van der Gaast, S., Zielinski, G.A., Vaars, A., Kukla, G., 1997. Asian provenance of glacial dust (stage 2) in the Greenland Ice Sheet Project 2 Ice Core, Summit, Greenland. J. Geophys. Res. 102, 26765–26781. Johnsen, S. J., et al., 1997. The δ18O record along the Greenland Ice Core Project deep ice core and the problem of possible Eemian climatic instability, J. Geophys. Res. 102, 26397–26410. Ruth, U., Wagenbach, D., Steffensen, J. P., Bigler, V., 2003. Continuous record of microparticle concentration and size distribution in the central Greenland NGRIP ice core during the last glacial period. J. Geophys. Res. 108, 4098, doi:10.1029/2002JD002376, D3. Steffensen, J.P., 1997. The size distribution of microparticles from selected segments of the Greenland Ice Core Project ice core representing different climatic periods. J. Geophys. Res. 102, 26755-26763. Svensson, A., Biscaye, P.E., Grousset, F.E., 2000. Characterization of late glacial continental dust in the Greenland Ice Core Project ice core. J. Geophys. Res. 105, 4637–4656. Újvári, G., Varga, A., Ramos, F.C., Kovács, J., Németh, T., Stevens, T., 2012. Evaluating the use of clay mineralogy, Sr e Nd isotopes and zircon U e Pb ages in tracking dust provenance: an example from loess of the Carpathian Basin. Chem. Geol. 304‒305, 83‒96.

57

SZÉNTARTALMÚ RÉSZECSKÉK FORRÁSÁNAK AZONOSÍTÁSA OPTIKAI TULAJDONSÁGAIK ÉS MÉRETÜK ALAPJÁN Filep Ágnes 1,2, Bozóki Zoltán 1,2, Hitzenberger Regina 3, Szabó Gábor 1,2 1

MTA-SZTE Fotoakusztikus Kutatócsoport, email: [email protected] 2 Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék 3 Universität Wien, Institut für Experimentalphysik

Bevezetés A légköri aeroszol fizikai és kémiai karakterizációja elengedhetetlen ahhoz, hogy megismerhessük forrásait, hatásait, és megérthessük a benne lejátszódó folyamatokat. A troposzférikus aeroszol tartalmazhat szenet, szulfátot, nitrátot, ammóniumot, fémeket, tengeri sót és talajeredetű ásványokat. Az antropogén aeroszol legnagyobb részét mind tömeg, mind részecskeszám szerint, a széntartalmú részecskék adják. Az alsó légkörben a széntartalmú részecskék a fő fényelnyelő komponensek, melyeknek globális klimatikus következményei mellett igen káros egészségügyi hatásai is vannak. Gyakran megfigyelhető, hogy a légköri aeroszol méreteloszlás spektrumában úgynevezett módusok azonosíthatók, a hasonló méretű részecskéi hasonló kémiai összetétellel és forrással rendelkeznek. A részecskék optikai abszorpciója és szórása is monoton csökken a hullámhosszal és hatványfüggvénnyel írható le. A függvény kitevője mindkét esetben nagymértékben függ a részecske jellemzőitől. Míg a részecskék szórását elsősorban méretük, optikai abszorpciójukat kémiai összetételük határozza meg. Az egyedi szórásos albedó (SSA) – a szórás és az extinkció hányadosa – mind fizikai, mind kémiai szempontból jellemzi a részecskét, így annak hullámhosszfüggéséből a kibocsátó forrásra következtethetünk. Terepi mérés A bemutatott in-situ méréseket, és az utólagos analízishez való mintavételt 2013. 01. 11. és 2013. 02. 08. között végeztük K-pusztán az Országos Meteorológiai Szolgálat mérőállomásán. Alkalmazott műszerek A részecskék optikai abszorpciós együtthatóját (babs) az SZTE saját fejlesztésű négyhullámhosszú fotoakusztikus aeroszolmérőjével (4 -PAS, Ajtai et al. 2010) mértük 266, 355, 532 és 1064 nm-en egy időben. A műszer mintavevő ágát kiegészítettük egy karbon-kerámia denuderrel, amely részecskeveszteség nélkül választja le a NOx, O3 és savas gázokat (melyek kereszteffektussal befolyásolhatnák a mérést). A részecskék szórását (bscat) egy TSI gyártmányú három-hullámhosszú Nephelometerrel (3 -Neph) mértük 450, 550 és 780 nm-en. A részecskék méreteloszlását a Helsinki Egyetem saját fejlesztésű DMPS műszerével mértük 29 csatornán 6-800 nm között A mérési kampány során kvarcfilterre vettünk 24 órás mintát utólagos kémiai és toxikológiai analízishez nagy térfogatáramú mintavevővel. A minták szerves-, szervetlen széntartalmának meghatározását a Bécsi Egyetem végezte el termo-optikai módszerrel (Sunset OC/EC Analyzer) az EUSAAR 2 protokoll szerint.

58

Adatfeldolgozás SSA számítása: a 4 -PAS három mérési hullámhosszán meghatározott abszorpciós együtthatókból inter/extrapolálással (Angström-törvény) meghatároztuk a 3 -Neph mérési hullámhosszaira vonatkozó abszorpciós együtthatókat, majd az egyenlet alapján kiszámítottuk SSA-t 450, 550 és 780 nm-re. Az SSA hullámhosszfüggését a két szélső hullámhossz használatával határoztuk meg ( ). Méreteloszlás: a részecske méreteloszlás főbb módusait főkomponens analízis segítségével határoztuk meg. Először a formában mentett értékeket lognormáltuk, majd standardizáltuk (0 középérték és 1 standard deviáció). A kapott értékekből Varimax rotációval határoztuk meg a főkomponenseket a Matlab program használatával. A használt főkomponensek számát a Chan és Mozurkewich (2007) által bemutatott módszerrel határoztuk meg (esetünkben 6). Eredmények A korreláció analízis több esetben is erős összefüggést mutatott a különböző hullámhosszakra meghatározott SSA, a méreteloszlás módusok időbeni változása között, valamint az OC/EC arány között. Az 1. ábra az SSA hullámhosszfüggése és a méreteloszlás két forrás-specifikus módusának aránya (1 órás időfelbontás), a 2. ábra az SSA hullámhosszfüggése és a szerves-, szervetlen szén arány (24 órás időfelbontás) közötti összefüggést mutatja.

1. ábra: SSA hullámhosszfüggése és a méreteloszlás két forrás-specifikus módusának aránya közötti összefüggés

2. ábra: SSA hullámhosszfüggése és a szerves-, szervetlen szén arány közötti összefüggés

Köszönetnyilvánítás A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. A bemutatott munkát a 101905 azonosítójú OTKA valamint a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047 azonosítójú TÁMOP pályázat támogatta. Irodalom Ajtai, T., Filep, Á., Schnaiter, M., Linke, C., Vragel, M., Bozóki, Z., Szabó, G. and Leisner, T., 2010. A Novel Multi-wavelength Photoacoustic Spectrometer for the Measurement of the UV-vis-NIR Spectral Absorption Coefficient of Atmospheric Aerosols. J. Aerosol Sci. 41: 1020–1029. Chan, T., Mozurkewich, M., 2007. Simplified representation of atmospheric aerosol size distributions using absolute principal component analysis. Atmos. Chem. Phys., 7, 875-886.

59

MAGAS AEROSZOL KONCENTRÁCIÓJÚ IDŐSZAKOKBAN GYŰJTÖTT MINTÁK C-14 VIZSGÁLATA Major István1, Bán Sándor2, Balogh Csaba2 és Molnár Mihály1 Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium, MTA Atommagkutató Intézet – Isotoptech Zrt. (HEKAL) 4026 Debrecen, Bem tér 18/C, E-mail: [email protected]

1

Tiszántúli Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség 4025 Debrecen, Hatvan u. 16., E-mail: [email protected]

2

Bevezetés Jelen munkánkban különböző mintavételi helyekről származó (Debrecen,Kalotaszeg tér – városi háttér, Nyíregyháza, Széna tér - közlekedési és Nyírlugos közelében – regionális háttér), PM10 frakciójú aeroszol mintáknak mértük a radiokarbon (C-14) tartalmát gyorsítós tömeg-spektrométeres (AMS) technika segítségével. A C-14-es vizsgálat alkalmazása hasznos információt nyújt a minták modern és fosszilis forrásokból származó szenének hozzájárulásairól, különösen a „szmog riadóval” jelzett időszakokban. A légköri aeroszol mintákat a Tiszántúli Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség munkatársai előre kifűtött kvarcszűrőkre gyűjtötték napi átlagminta formájában. A vizsgálatra kiválasztott aeroszol minták feltárása a HEKAL laboratórium speciális minta előkészítő rendszerén, egylépéses égetési módszerrel történt, amit a grafitizálási és préselési eljárás követett. A minták széntartalmát a feltárás során kinyert szén-dioxid gáz mennyisége alapján számítottuk ki. A grafitizált minták C-14 méréseit egy MICADAS típusú AMS berendezéssel végeztük. A valódi mintákkal párhuzamosan nemzetközi C-14 standard és háttér minták preparálásával és mérésével ellenőriztük az előkészítési és mérési körülmények stabilitását. A megfelelő háttér korrekció meghatározáshoz a valódi mintákkal együtt előkészített, de mintavétellel nem exponált vak aeroszol szűrő + IAEA C9 (fosszilis szerves fa) minták mérésének C-14 eredményeit is figyelembe vettük. Vizsgálataink célja, hogy az aeroszolban kvantitatív módon mérjük a modern és a fosszilis szén hozzájárulásait, hatékony segítséget nyújtva az aeroszolra vonatkozó határértékek túllépésében felelős tényezők feltárásában. Eredmények 1. táblázat: A három mintavételi helyszínen vett PM10 aeroszol minták eredményei Mintavételi hely

Mintavétel dátuma

24 órás átlag koncentráció (mg/m3)

Teljes széntartalom (%) (+/- 1%)

C-14 tartalom (fM)

Összes szén fosszilis hányada (%)

Összes aeroszol fossziis hányada (%)

Debrecen, Kalotaszeg tér Debrecen, Kalotaszeg tér Debrecen, Kalotaszeg tér Debrecen, Kalotaszeg tér Debrecen, Kalotaszeg tér Debrecen, Kalotaszeg tér Nyíregyháza, Széna tér Nyíregyháza, Széna tér Nyíregyháza, Széna tér Nyíregyháza, Széna tér Nyírlugos mellett, háttér Nyírlugos mellett, háttér

10/03/2012 12/05/2012 22/08/2012 21/11/2012 24/11/2012 25/11/2012 22/02/2012 23/05/2012 06/08/2012 12/11/2012 29/01/2013 06/02/2013

74,5 74,4 39,5 127,0 88,1 96,6 85,2 28,1 39,7 51,4 57,6 20,5

18,7% 10,1% 19,7% 34,7% 23,1% 25,7% 26,1% 11,8% 14,1% 28,1% 22,1% 24,9%

0,8045 0,8620 0,7049 0,8855 0,9105 0,9378 0,8189 0,6093 0,6498 0,7201 0,9464 0,9814

26,79% 22,45% 36,98% 18,42% 16,44% 13,87% 26,60% 60,53% 50,54% 37,12% 17,00% 20,18%

5,01% 2,26% 7,30% 6,39% 3,80% 3,56% 6,93% 7,14% 7,12% 10,43% 3,75% 5,02%

A mintákkal kapcsolatos mérési eredmények részleteit az 1. táblázat tartalmazza. Az eredmények alapján a téli mintáknál a nagyobb mennyiségű aeroszolban, nagyobb arányban vannak jelen széntartalmú anyagok, és a PM10 átlagkoncentráció növekedésével az aeroszol 60

széntartalmának fosszilis hányada csökken. A városi mintavételi helyeken az aeroszol szenében a fosszilis szén aránya a tavaszi/nyári hónapokban jóval magasabb volt, mint az őszi/téli hónapokban. Ez arra utal, hogy a téli növekvő széntartalmú aeroszol koncentrációk esetén nem a fosszilis (kőszén, olaj) tüzelés, vagy a fosszilis üzemanyagokat használó közlekedés, hanem inkább a modern eredetű források, például a lakossági fatüzelés hatása dominál. A különböző mintavételi pontokat összehasonlítva, a Nyíregyháza, Széna tér közlekedési mérőponton a fosszilis szén arány magasabb volt nyári időszakban, mint a másik két háttér mérőponton. A téli időszakban, különösen nagyobb szennyezettség esetén, azonban a közlekedési mérőpont és a városi háttér (családi házas övezet) közötti modern/fosszilis szén arány különbség nagymértékben csökken, és a közlekedési mérőponton is a biomassza égetés hatása válik meghatározóvá. A debreceni állomáson az aeroszol teljes tömegéhez viszonyítva a 2012. augusztusi (nyári) mintában volt a legmagasabb a fosszilis szén arány (7,3%), miközben az aeroszol koncentráció ekkor volt a legalacsonyabb a vizsgált mintavételi alkalmak közül (39 g/m3, 24 órás átlagban). A nyírlugosi háttér mintában, 2013. január és februárjában, kis mértékben alacsonyabb volt a fosszilis szén aránya, mint a hasonló időszakban a városi mintavételi pontokban gyűjtött aeroszolok esetén. A PM10 átlagkoncentráció - határértéket meghaladó – növekedésével azonban a fosszilis szén aránya, a nagyvárosi mintákhoz hasonlóan csökkent. A városi megfigyelési pontokban, a téli időszakban a túl magas légköri aeroszol koncentrációk esetén (> 50 g/m3) vett mintákban a fosszilis szén aránya a teljes aeroszol tömeghez viszonyítva nem haladta meg a 7%-ot, míg a várostól távoli háttér állomáson is minimálisan 4% fosszilis szén arány volt mérhető a hasonló időszakban. A legalacsonyabb fosszilis szén hányad a tájékoztatási küszöbértéket is meghaladó PM10 átlagkoncentrációnál volt megfigyelhető, még a közlekedési mintavétel esetében is. A téli időszakban, a PM10 riasztási küszöbértéket meghaladó (> 100 g/m3) szennyezettség esetén, az aeroszol tömegének széntartalma 34,7% volt, amelyből a fosszilis eredetű (fűtés és közlekedés együtt!) csak 6,39% volt. Ez azt vetíti előre, hogy Magyarországon, a vidéki nagyvárosokban, a téli időszakban PM10 riasztási küszöbérték túllépés miatt elrendelt „szmogriadó” esetén, a - fosszilis üzemanyagot használó - közlekedés teljes leállítása esetén is, maximum 3 – 10%-al lehetne csökkenteni az aktuális aeroszol terhelést az adott város levegőjében. Köszönetnyilvánítás A publikáció elkészítését a TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 számú projekt támogatta. Major István publikációt megalapozó kutatása a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Szeretnénk még megköszönni a Tiszántúli Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség munkatársainak a mintagyűjtésben nyújtott segítségüket. Irodalom Szidat, S., Jenk, T.M., Gaggeler, H.W., Synal, H.A., Fisseha, R., Baltensperger, U., Kalberer, M., Samburova, V., Wacker, L., Saurer, M., Schwikowski, M., Hajdas, I., 2004. Source apportionment of aerosols by C-14 measurements in different carbonaceous particle fractions. Radiocarbon 46, 475484.

61

MÁSODLAGOS EREDETŰ FOSZFOR SZÁRAZFÖLDI FINOM AEROSZOLBAN Krassován Krisztina1, Kertész Zsófia2, Imre Kornélia3 és Gelencsér András1,3 1

Pannon Egyetem, Kémiai- és Környezettudományi Doktori Iskola, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., E-mail: [email protected] 2 Atommag Kutató Intézet, MTA, Ionnyaláb-fizikai osztály 4032 Debrecen, Bem tér 18/C, E-mail: [email protected] 3 Levegőkémiai Kutatócsoport, MTA 8200 Veszprém, Egyetem u. 10., E-mail: [email protected] Bevezetés A légkör szerepe a foszfor biogeokémiai ciklusában általában a talaj eredetű por, tengeri só, bioaeroszol és az ipari eredetű részecskék emissziójához kötődik. Ettől teljesen függetlenül egy redukált gáz halmazállapotú foszforvegyületet (foszfin, PH3) mutattak ki mocsarak, szennyvíztisztító telepek, hulladéklerakók, rizsföldek feletti levegőben (Dévai et al., 1988; 1995). Ismert, hogy a foszfin a légkörben hidroxilgyökkel reakcióba lép, amely kis illékonyságú foszforsavvá alakul (Frank és Rippen, 1987). Ezért feltételeztük, hogy e vegyületből képződő másodlagos részecskék kimutathatók a légköri aeroszolban, annak ellenére, hogy ez a forrás a foszfor globális ciklusában nem szerepel. Vizsgálataink során két magyarországi helyszínről méret szerint gyűjtött aeroszol minták foszfortartalmának mennyiségi meghatározását végeztük annak érdekében, hogy bizonyítani tudjuk a másodlagos aeroszol képződését. A biomassza égetéséből származó finom módusú foszfor hányadát a párhuzamosan mért kálium koncentrációjából és a szakirodalomból vett P/K arányból határoztuk meg (Echalar et al., 1995). A különbség elvén a finom aeroszolban a tengeri aeroszol szulfátkoncentrációjának analógiájára ún. „többlet foszfor” koncentrációt definiáltunk, amit az irodalomban elsőként fotokémiai eredetűnek tekintettünk. Eredmények Az eredmények alapján két eltérő képződési mechanizmust igazoltunk a finom és a durva tartományban. A várakozásnak megfelelően a foszfor koncentrációja nagyobb volt a durva mérettartományban (AED > 1 µm), a finom módusú foszfor aránya az összes foszfor 10–27 %-a volt (medián: 19 %). A P/K arányból és a kálium tömegkoncentrációjából számított biomassza égéséhez rendelhető foszfor csak csekély hányadát tette ki a finom módusú foszfornak, a jelentős koncentrációban jelenlevő többlet foszfort így fotokémiai eredetűnek tekintettük. A többlet foszfor tömegkoncentráció idősorának vizsgálata során azt tapasztaltuk, hogy annak aránya és mennyisége lényegesen nagyobb volt abban az időszakban, amikor a fotokémiai szmog képződéséhez kedvező meteorológiai körülmények álltak fenn. Ezen kapcsolat közvetett bizonyítékként szolgálhat a többlet foszfor fotokémiai eredetére.

62

Égetésből származó P

0.10

1.00

Dc/Dlog d (ng m-3 µm-1)

14 12 10 8 6 4 2 0 10.00

Összes P

Dc/Dlog d (ng m-3 µm-1)

Dc/Dlog d (ng m-3 µm-1)

70 60 50 40 30 20 10 0 0.01

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0.01

Aerodinamikai átmérő (µm)

Összes P Égetésből származó P

0.10

1.00

14 12 10 8 6 4 2 0 10.00

Dc/Dlog d (ng m-3 µm-1)

Budapest

K-puszta

Aerodinamikai átmérő (µm)

1. ábra. A foszfor tömegkoncentrációjának méret szerinti eloszlása

Részecske koncentráció (ng m-3)

30

K-puszta

Intenzív fotokémiai periódus

25 20 15

Csapadék

10

Többlet P (ng m-3) Biomassza égetésből származó P (ng m-3)

5 0

Mintavételi napok

2. ábra. A többlet foszfor tömegkoncentrációjának időbeli változása és a meteorológiai körülmények kapcsolata A finom részecskékhez kötődő másodlagos eredetű foszfornak tömegarányánál jóval fontosabb szerepe lehet a bioszférában. Hosszabb tartózkodási idejének köszönhetően az elsődleges durva részecskékkel ellentétben légköri transzport révén nagy távolságra is eljuthat, és tápanyag utánpótlást biztosíthat foszfor limitált ökológiai rendszerek számára. Köszönetnyilvánítás A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom Dévai, I., Delföldy, L., Wittner, I., and Plosz, S., 1988. Detection of phosphine: new aspects of the phosphorus cycle in the hydrosphere, Nature, 333, 343−345. Dévai, I., and Delaune, R. D., 1995. Evidence for phosphine production and emission from Louisiana and Florida marsh soils. Org. Geochem, 23, 277-279. Frank, R., and Rippen, G., 1987. Verhalten von Phosphin in der Atmosphiire, Lebensmitteltechnik, 7-8, 409−411. Echalar, F., and Gaudichet, A., 1995. Aerosol emissions by tropical forest and savanna biomass burning: characteristic trace elements and fluxes, Geophysical Research Letters, 22, 3039−3042. 63

KÜLÖNBÖZŐ AEROSZOLFORRÁS-TÍPUSOK ÖKOTOXICITÁSA Jancsek-Turóczi Beatrix1, Hoffer András2, Tóth Ádám1, Kováts Nóra1, Ács András1, Gelencsér András1 1

Pannon Egyetem, Környezettudományi Intézet 8200 Veszprém, Egyetem utca 10., E-mail: [email protected] 2 MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport 8200 Veszprém, Egyetem utca 10. Bevezetés Környezeti szilárd mintákból készített színes szuszpenziók ökotoxikológiai vizsgálatát Vibrio fischeri baktérium biolumineszcencia gátlásán alapuló tesztekkel végzik (Lappalainen et al. 1999). Ilyen tesztet sikeresen alkalmaztak gépjárművek kibocsátásából származó aeroszol minták szerves extraktumából végzett vizsgálata során (Vouitsis et al. 2009). Ezen vizsgálatokhoz szükséges mintaelőkészítés során azonban az egyébként is toxikus dimetilszulfoxidot (DMSO) vagy diklór-metánt (DKM) alkalmazták. Kutatásaink során azonban kidolgoztunk aeroszol minták akut ökotoxicitásának vizsgálatára egy olyan mintaelőkészítési módszert, mely során nagy tisztaságú ioncserélt vízzel készítünk szuszpenziót szilárd aeroszol mintákból, így az egyébként is toxikus hatással bíró szerves vegyületek alkalmazása elkerülhető (Kováts et al. 2012). Mérés és módszer Kutatásaink során különböző típusú aeroszolforrásokból gyűjtöttünk mintákat: téli és nyári városi PM10 (10 µm-nél kisebb aerodinamikai átmérővel rendelkező aeroszol részecskék), dízel üzemű autók és buszok kibocsátásából származó PM2.5 (2,5 µm-nél kisebb aerodinamikai átmérővel rendelkező aeroszol részecskék), biomassza égetés, cigarettafüst és reszuszpendált városi aeroszol. Az ökotoxikológiai vizsgálatok során az aeroszol mintákból készített vizes szuszpenziókat mértük Thermo Luminoscan Ascent műszer segítségével, majd egy Aboatox szoftver segítségével állapítottuk meg a mintákra jellemző EC50 értékeket (Turóczi et al. 2012). Az EC50 az aeroszol részecskék azon tömege (µg), mely 50 %-os gátlást okoz a tesztszervezet fénykibocsátásában a kontrollhoz viszonyítva, adott vizsgálati körülmények mellett. Eredmények Az eredmények alapján elmondható, hogy a biomassza égetés és a cigarettafüst minták a legökotoxikusabbak. Meglepő, hogy a legtöbb, dízelüzemű gépjárműből származó aeroszol minta kevésbé ökotoxikus, mint a biomassza égetés. A dízelüzemű gépjárművek kibocsátásából származó mintákra jellemző EC50 értékek nagymértékben függnek a különböző motortípusoktól, azok állapotától és az üzemanyag minőségétől. A buszok kibocsátásából származó aeroszol minták ökotoxicitása jól korrelál a különböző környezetvédelmi besorolású motortípusokkal: az EURO 0 a legökotoxikusabb, az EURO 4 ökotoxikológiai hatása pedig ki sem mutatható. A reszuszpendált városi aeroszol a legkevésbé ökotoxikus az összes aeroszoltípus közül az inert ásványi fázisok nagyarányú jelenlétének köszönhetően (Jancsek-Turóczi et al. 2013). A téli és nyári aeroszol mintákra jellemző ökotoxicitás értékek különbözőek, a kapott EC50 értékek még átfedést sem mutatnak. A téli városi aeroszol minták sokkal ökotoxikusabbak, mint a nyári városi aeroszol 64

minták, ami magyarázható a gépjármű kibocsátás és a fatüzelés nagyarányú hozzájárulásával, amelyek az előző eredményekből is láthatóan nagy ökotoxikológiai hatással rendelkező források. Továbbá télen a légköri fotooxidáció mértéke sokkal kisebb, mint nyáron, illetve a légköri keveredés is kisebb mértékű az alacsonyabb keveredési rétegmagasság következtében. Ráadásul a téli alacsonyabb napi átlaghőmérsékletek kedveznek a közepesen illékony szerves vegyületek (pl. biomassza égetésből) kondenzációjának az aeroszol részecskék felületén. Figyelembe véve, hogy a téli aeroszol egyik jelentős forrásából, a biomassza égetésből származó komponensek ökotoxicitása a mérési körülményeim mellett jelentős, ezek a tényezők együttesen azt eredményezhetik, hogy a téli városi aeroszol részecskék ökotoxicitása jelentősebb a nyári aeroszol ökotoxicitásához képest (Turóczi et al. 2012).

1. ábra. A különböző forrásból származó aeroszol minták EC50 értékeinek összehasonlítása Köszönetnyilvánítás A szerzők köszönetet mondanak az OTKA K 101484 számú és a TÁMOP 4.2.4.A/211-1-2012-0001 azonosító számú „Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése konvergencia program” című projekt által nyújtott támogatásért. Irodalom Jancsek-Turóczi, B., Hoffer, A., Nyírő-Kósa, I. and Gelencsér, A. (2013) J. Aerosol Sci. 65, 69-76. DOI: 10.1016/j.jaerosci.2013.07.006 Kováts, N., Ács, A., Kovács, A., Ferincz, Á., Turóczi, B. and Gelencsér, A. (2012) Environ. Toxicol. Pharmacol. 33, 223–228. Lappalainen, J., Juvonen, R., Vaajasaari, K, and Karp, M. (1999) Chemosphere, 38 (5), 1069–1083. Turóczi, B., Hoffer, A., Tóth, Á., Kováts, N., Ács, A., Ferincz, Á., Kovács, A. and Gelencsér, A. (2012) Atmos. Chem. Phys. 12, 7365–7370. Vouitsis, E., Ntziachristos, L., Pistikopoulos, P., Samaras, Z., Chrysikou, L., Samara, C., Papadimitriou, C., Samaras, P. and Sakellaropoulos, G. (2009) Environ. Pollut. 157, 2320–2327. 65

A BARADLA-BARLANGBAN A CSEPPKÖVEKRE KIRAKÓDOTT KOROM VIZSGÁLATÁNAK TANULSÁGAI Molnár Mihály1, Koltai Gabriella1, Major István1, Orsovszki Gergely1, Siklósy Zoltán2, Leél-Őssy Szabolcs3, Török Zsófia4, Kertész Zsófia4, Ivo Svetlík5 1

Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium, MTA Atommagkutató Intézet – Isotoptech Zrt (HEKAL) 4026 Debrecen, Bem tér 18/C, E-mail: [email protected] 2 MTA CsFK Földtani- és Geokémiai Intézete, Budapest 3 Általános és Alkalmazott Földtani Tanszék, ELTE, Budapest 4 IBA Laboratórium, MTA ATOMKI, Debrecen 5 Nuclear Physics Institute AS CR, Prága, Csehország

Bevezetés Karsztrendszerekben a vízből kiváló karbonátok széntartalmának egy része a légkörből származik, illetve a beszivárgás helyén a talaj felső rétegének talajgázából beoldott modern széndioxidból. A karsztvíz, melyből kiválik a karbonátos kőzet, a karsztrendszeren áthaladva a modern széndioxid mellé beold karbonátot az idős mészkő alapkőzetből is, mely mérhető mennyiségű 14C-et nem tartalmaz, azaz szene inaktívnak tekinthető. Ezért a karsztrendszerben kiváló karbonát radiokarbon kora a mészkőből beoldott „öreg”, inaktív szén mennyiségétől függően látszólag idősebb a valóságosnál (azaz aktivitása a modern szénnél kisebb) (Molnár et al. 2004). Ebben a munkában egy olyan különleges esetet vizsgáltunk, mikor a cseppkőbe egy harmadik, antropogén forrásból is került szén. A Baradla-barlangból származó cseppkőmintánkba a többezer éves emberi barlanghasználat során az ott rakott tüzekből a barlangi levegőbe keveredő korom végül lerakódott a karbonát rétegek közé (1. ábra). Az így konzerválódott légköri korom az egykor a tűzhöz használt fa radiokarbon-korát őrzi, kiváló lehetőséget biztosítva ezzel a múlt eseményeinek rekonstruálására, valamint a cseppkőképződés szén-dinamikájának vizsgálatára.

1. ábra: Koromsávokat őrző cseppkőkiválás a Baradla-barlangból.

66

Eredmények A nyomnyi mennyiségű korom kipreparálása a cseppkőrétegek közül még az AMS C-14 módszer alkalmazása mellett is komoly kihívást jelentett. A lerakódott korom mennyiségének, és minőségének vizsgálatát mikro-PIXE módszerrel végeztük az Atomki pásztázó nukleáris mikroszondáján, mely segített a jellemző sávok elkülönítésében, illetve az esetleges egyéb szerves vagy más antropogén szennyezések kimutatásában. Végül 0,12mg – 0,03 mg (!) mennyiségű szerves szenet sikerült kinyernünk összesen négy jellemzőbbnek mondott eltérő korú cseppkő rétegből a C-14 mérésekhez. A kinyert korom radiokarbonos mérései megmutatták, hogy ahol a cseppkőképződés egyegy időre lelassult-megállt, azaz karakteresebb határfelületek jöttek létre, ott a kormozódás gyakran tovább folytatódott, s hosszabb ideig csak a korom gyűlt, maga a cseppkő nem növekedett tovább. A cseppkőképződés leállását ekkor a C-14 kortól elmaradó (jóval idősebb) U/Th korok mutatták. Ilyen esemény volt detektálható a kőmintánk középső sávjában, ahol a az U/Th kor alapján a 7 ezer éves karbonátréteg olyan laza, hogy magától szétesik a felület mentén a kődarab. Ugyanitt a korom radiokarbon kora 5-6 ezer éves, tehát jóval fiatalabb a lerakódás. Ott, ahol a kő folyamatos növekedést mutatott, s csak enyhén színezet a korom, az U/Th karbonát korok s a befoglalt korom szemcsék C-14 kora igen jó egyezést mutatott. Ilyen időszak volt a Baradla-barlangban például olyan 2,5 ezer éve. Majd egy időben a fiatalabb karbonátos rétegekbe nem korom, hanem valamilyen más eredetű, jóval idősebb szerves anyag ágyazódott be a C-14 mérési eredmények alapján. Ez lehet talaj eredetű idős szerves anyag bemosódása, vagy a barlangi guanó anyaga ami szintén lehet nagyon idős is. Ennek tisztázásában segít az ionnyaláb analitika. A kőmintánk recens felső rétegeinek U/Th kora megmutatta, hogy azon a felszínen ahonnan a mintánk származik a Baradlában immár több mint 2000 éve lelassult a karbonát kiválása, míg az alig párszáz éves korom alapú radiokarbon kor eredmény a kő felszínéről mutatja, hogy a tüzek égetése, s a barlangi levegő kormozása jóval tovább tartott még, egészen a modern időkig. Köszönetnyilvánítás A publikáció elkészítését a TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 számú projekt támogatta. Major István publikációt megalapozó kutatása a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-20120001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Az ionnyaláb analitikai mérések az EU FP7 CHARISMA (Grant Agreement No. 228330) infrastruktúra projekt keretében valósultak meg. Irodalom Molnár M., Dezső Z., Palcsu L., Szántó Zs., Futó I., Svingor É., Rinyu L.: 14C mérés alkalmazása a karsztkutatásban. (in Hung.) Karsztfejl‹dés 9. Szerk.: Veress M. Szombathely, BDF Természetföldrajzi Tanszék (2004) 9-

67

AZ AEROSZOL RÉSZECSKÉK TULAJDONSÁGAI HÁTTÉRLEVEGŐBEN EXTRÉM LÉGSZENNYEZETTSÉG ESETÉN Molnár Ágnes1, Bécsi Zsuzsanna2, Benkő Diána2 1

MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport, Pannon Egyetem, 8201 Veszprém, Pf. 158, E-mail: [email protected] 2 Föld-és Környezettudományi Intézeti Tanszék, Pannon Egyetem, 8201 Veszprém, Pf. 158. Bevezetés Városokat érintő extrém légszennyezés hatásáról és következményéről sokszor hallhatunk. Ugyanakkor ezek az epizódok nem korlátozódnak csupán a városi környezetre, ugyanúgy megfigyelhetők a vidéki, ú.n. háttérlevegőben is. Különösen igaz ez Magyarországon, az ország elhelyezkedésének, nagyságának köszönhetően még a városoktól viszonylag távol lévő területeken is lényeges lehet a légszennyeződés mértéke. A levegő minősége természetesen szorosan összefügg az időjárás alakulásával is, a vidéki levegőben megfigyelhető légszennyezettségi epizódok nagy részben anticiklonális, stabil léghelyzetekre jellemzőek. Munkánkban különféle aeroszol paraméterek alakulását, változását követtük nyomon egy extrém légszennyezési epizód során. A kiválasztott időszak 2010 januárja és februárja volt, amikor egy elhúzódó ún. hidegpárnás időjárási helyzet volt uralkodó. E mellett, az epizódot a megelőző és utáni időszak aeroszol jellemzőit is tanulmányoztuk. Vizsgáltuk, hogy ez a légállapot milyen hatással van a részecskék keletkezési folyamatára, nagyság szerinti eloszlására, valamint különböző extenzív és intenzív optikai paramétereire. Mintavételi eszközök és módszerek A munkánkban felhasznált mérési eredményeket és adatokat K-pusztán gyűjtöttük. A részecskék számkoncentrációjának méret szerinti eloszlását egy DMPS (Differential Mobility Particle Sizer) segítségével mértük, amely 3-800 nm nagyságtartományban, 5-10 perces időbeli felbontásban szolgáltatott adatokat. A részecskék teljes és visszaszórási együtthatóját integráló nefelométerrel (TSI 3565) mértük három hullámhosszon (450, 550 és 700 nm), míg az elnyelési együtthatót PSAP (Particle Soot Absorption Photometer) alkalmazásával követtük nyomon. A meteorológiai és a PM10 koncentráció adatokat az Országos Meteorológiai Szolgálat biztosította. Eredmények A 2010 januári-februári időszakban az extrém légszennyezettséggel járó epizód –kisebb megszakításokkal – január 11-től február 19-ig tartott. Az időszakot létrehozó stabil légállapotot leginkább az alacsonyszintű hőmérsékleti inverzió jellemezte. Eredményeink összefoglalása az 1. táblázatban található meg. A táblázat adatai alapján látható, hogy a 1 légszennyeződési epizód alatt a PM10 átlagkoncentrációja közel kétszerese volt az időszakon kívüli értéknek. A 60,5 gm-3 átlagkoncentráció meghaladja a városokra megadott 24 órás küszöbértéket! Ezzel párhozamosan ugyanakkor, a részecskék számkoncentrációja 12 610 cm-3 volt, amely nem tekinthető nagy értéknek. A részecskeképződési események igen ritkák voltak, az epizód alatt különösen kis gyakorisággal fordultak elő. 68

A szórási és elnyelési együtthatók értékei ugyancsak lényegesen nagyobbak voltak a légszennyezettségi epizód idején, mint az időszakon kívül. Az epizód alatt a szórási együtthatók átlagos értékei közel kétszeresei voltak az időszakon kívüli átlagoknak. Ugyanakkor, ilyen mértékű növekedés nem volt megfigyelhető az elnyelési együttható esetében, mintegy „csupán” 50%-os növekedést regisztráltunk, amely arra utalhat, hogy az állomás környezetében nincsenek közvetlen forrásai (pl. közlekedés) az elnyelésben szerepet játszó részecskéknek. Ez a különbség okozhatta az egyszeres szórási albedóban megfigyelt változásnak is, amelynek értéke nőtt az epizód alatt. Ez a paraméter ugyanis, a szórás arányát fejezi ki a teljes extincióból. 1. táblázat: Az aeroszol részecskék jellemzői a 2010 január-februári időszakban

Újrészecske képződés (szám) Újrészecske képződés gyakorisága (1/nap) PM10 ( g/m3) 450nm Szórási együttható (Mm ) 550nm 700nm Elnyelési együttható. (Mm-1) 550nm -1 Extinkciós együttható (Mm ) 550nm Egyszeres szórási albedó 550nm 450nm Visszaszórási hányad 550nm 700nm 450/550nm Ångström-kitevő 550/700nm (teljes szórás) 450/700nm 450/550nm Ångström-kitevő 550/700nm (visszaszórás) 450/700nm -1

2010 január-február Teljes időszak Epizód Epizódon kívül 6 2 4 0.118 49.9±26.2 246.8±141.9 175.2±103.7 108.2±66.3 14.1±7.8 164.2±90.8 90.8±2.8 0.102±0.010 0.114±0.015 0.154±0.020 1.77±0.22 2.05±0.20 1.92±0.21 1.23±0.12 0.83±0.16 1.01±0.12

0.054 60.5±24.5 301.7±137.1 215.6±100.2 134.1±64.4 16.7±7.9 203.8±81.3 91.7±2.1 0.099±0.008 0.110±0.011 0.147±0.016 1.70±0.21 2.00±0.19 1.86±0.20 1.21±0.10 0.79±0.14 0.98±0.11

0.182 32.0±18.0 159.4±99.3 110.9±71.8 67.2±45.1 11.0±6.6 117.1±78.2 89.7±3.2 0.107±0.012 0.121±0.016 0.163±0.022 1.87±0.19 2.12±0.18 2.01±0.18 1.26±0.13 0.89±0.16 1.06±0.11

Megfigyeltük, hogy a visszaszórási hányad, amely a Föld-légkör-rendszer sugárzásmérlegében egy igen fontos tényező, az epizód idején lényegesen kisebb volt, mint az időszakon kívül, amelynek a PM10 koncentráció- és az ezzel párhuzamos szórási együttható-növekedés lehet az oka. Végül az ún. Ångström-kitevő értékében is csökkenést figyeltünk meg, amely a részecskék méretének növekedésére utal. Köszönetnyilvánítás A szerzők köszönetet mondanak a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0064 azonosítójú projekt (A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.); valamint az EUCAARI és az EUSAAR támogatásáért. „The research leading to these results has received funding from the European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° [262254], [ACTRIS]. A PM10 és a meteorológiai adatokért köszönet illeti az Országos Meteorológiai Szolgálatot.

69

STABIL IDŐJÁRÁSI HELYZETEK HATÁSA A BUDAPESTI LEVEGŐMINŐSÉGRE Gácser Vera1, Molnár Ágnes2 1

Pannon Egyetem, Föld- és Környezettudományi Intézet, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10, E-mail: [email protected] 2 Pannon Egyetem, MTA-Levegőkémiai Kutatócsoport, 8200 Veszprém, Egyetem u. 10, E-mail: [email protected]

Bevezetés Közismert tény, hogy a légköri stabilitás nagymértékben befolyásolja a légszennyező anyagok koncentrációját, mivel gátolja mind a vertikális, mind a horizontális áramlásokat a levegőben. Amikor télen magasnyomás épül fel a Kárpát-medence felett, rendszerint alacsonyszintű inverzió alakul ki, illetve köd képződik, amely tartósan fennmaradhat. Ennek megfelelően jelentősen romlanak a látási viszonyok, és egyes légszennyező anyagok (PM10, NO2, SO2, korom, stb.) koncentrációja erőteljesen növekszik. Anticiklon hatására nyáron is kialakulhat stabil légrétegződés, amikor az erős sugárzás és a magas hőmérséklet hatására intenzív fotokémiai reakciók indulnak meg a troposzféra alsó rétegeiben, és többek között az ózon és a nitrogénoxidok magas koncentrációja, valamint a csökkenő látótávolság is a fotokémiai szmog képződésére utalnak. Ilyen légszennyeződési epizódok rendszerint száraz és forró időszakokban jelentkeznek, amelyek az egyre gyakrabban előforduló hőhullámokhoz kapcsolódnak. Célunk annak tanulmányozása volt, hogy a stabil időjárási helyzetek hogyan vezetnek extrém légszennyezettségi epizódok kialakulásához. Adatok és elemzések Munkánk során a budapesti Marczell György Főobszervatórium levegőminőségét és időjárását vizsgáltuk 2010 telén (január-február) és 2012 nyarán (június-július). Az óránkénti PM10, SO2, NO2 és O3 koncentráció mérések adatsorait az Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat honlapjáról (www.kvvm.hu/olm), a különböző meteorológiai paraméterek (hőmérséklet, látótávolság, relatív nedvesség, szél, légnyomás, stb.) óránkénti adatsorait a NOAA adatbátisából (Integrated Surface Hourly Observations, NOAA National Data Center) töltöttük le. Az időjárási helyzet elemzéséhez analizált szinoptikus térképeket és időjárási helyzetek leírásait is felhasználtunk (www.met.hu). Az aeroszol részecskék extinkciójának vizsgálatához a környezeti extinkciós együttható értékeit a látótávolság adatokból a Koschmieder-formula (1) segítségével határoztuk meg.

e

3,912 VIS

(1)

A relatív nedvesség „zavaró” hatásának kiszűrése érdekében pedig a higroszkópos növekedési faktor (2) segítségével számoltuk a száraz levegőre vonatkoztatott extinkciós együtthatót.

f

e

( RH ) környezeti e

( RH ) száraz

(2)

70

Eredmények Vizsgálataink azt mutatják, hogy a téli időszakokban leginkább a PM10 és a NO2 koncentrációja követi az időjárási helyzet változásait. Az anticiklon kiépülésével fokozatosan növekszik koncentrációjuk, pár nap alatt át is lépheti az egészségügyi határértéket, és ezzel párhuzamosan nő az aeroszol extinkció is. A korreláció-számítások kimutatták, hogy a PM10 koncentráció szoros inverz kapcsolatban van a hőmérséklettel és a szélsebességgel. Ezzel összhangban a levegőminőség, a látótávolság és a hőmérséklet alakulásában rendszerint csak markáns hidegfront hozhat pozitív változást. A PM10 koncentráció nyáron is jól követi az időjárás változását, és jelentős részben meghatározza a látási viszonyokat, ugyanakkor az ózon koncentráció – ami rendkívül erős összefüggést mutat a hőmérséklettel, és inverz kapcsolatot a relatív nedvességgel – is meghatározó szerepet játszik. Éppen ezért a nyári időszakban az extrém hőmérsékleti és légszennyezettségi epizódok rendszerint összekapcsolódnak, melyek előfordulási valószínűsége éghajlatunk változásával már napjainkban is növekvő tendenciát mutat. 180

O3 (μg/m3)

45

160

RH (%)

40

TEMP (°C)

140

35

120

30

100

25

80

20

60

15

40

10

20

5

0 június 25.

0 június 30.

július 5.

július 10.

július 15.

1.ábra. Az ózon koncentráció, a relatív nedvesség és a hőmérséklet alakulása 2012 nyarának egyik hőhullámos időszakában Köszönetnyilvánítás Jelen cikk a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0064 jelű pályázat keretében készült, ami az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom IPCC, 2012. Managing the Risks of Extreme Events and Disasters to Advance Climate Change Adaptation. A Special Report of Working Groups I and II of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. Bartholy, J., Pongrácz, R., 2007: Regional analysis of extreme temperature and precipitation indices for the Carpathian Basin from 1946 to 2001. Global and Planetary Change, 57, 83–95. Lakatos, M., Szépszó, G., Bihari, Z., Krüzselyi, I., Szabó, P., Bartholy, J., Pongrácz, R, Pieczka, I., Torma, Cs., 2012. Éghajlati szélsőségek változásai Magyarországon: közelmúlt és jövő. Országos Meteorológiai Szolgálat, Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest

71

AEROSZOL SZENNYEZETTSÉG VIZSGÁLATA VILLAMOS PÁLYAÉPÍTÉS MENTÉN DEBRECENBEN Furu Enikő1,2,a, Katona – Szabó Ilona2, Angyal Anikó1, Szoboszlai Zoltán1,a, Török Zsófia1,2,c és Kertész Zsófia1,b 1

2

MTA ATOMKI, 4026 Debrecen, Bem tér 18/c., Debreceni Egyetem, 4032 Debrecen, Egyetem tér 1., E-mail: [email protected]

Bevezetés Ezen tanulmány során légköri aeroszol szennyezettség vizsgálatát mutatjuk be villamos pályaépítés mentén Debrecen városában. 2011-ben kezdődött meg a 2-es villamos pályaépítése. Elsőként a földmunkálatoknak láttak neki, ami jelentős zaj és porterheléssel járt. A földmunkálatok során keletkezett nagy mennyiségű érezhető és látható por ösztönzött minket hogy megvizsgáljuk a várost terhelő aeroszol szennyezettséget. Kétfokozatú Nuclepore típusú személyi mintavevő segítségével 2011. szeptember 21-30. között aeroszol mintákat gyűjtöttünk közvetlenül az építés mellett. Eredmények A mintavétel után meghatároztuk az aeroszol tömegét gravitációs méréstechnika segítségével, majd a minták elemösszetételét részecske indukált röntgen emissziós (PIXE) módszerrel mértük meg. A PIXE mérések az ATOMKI 5 MV-os Van de Graaff típusú gyorsítójának bal 450 – os nyalábcsatornájára telepített PIXE mérőkamrában zajlottak [Borbély-Kiss 1985]. Az így megállapított PM10 koncentrációkat összehasonlítottuk a Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat 3 debreceni mérőállomásán kapott adataival. Az 1. ábra az általunk és az OLM által mért PM10 koncentrációkat ábrázolja.

1. ábra. PM10 tömegkoncentrációk Látható hogy az általunk gyűjtött aeroszol tömegkoncentrációja 8-20-szorosa a hatósági adatokhoz képest.

72

A dúsulási tényezők kiszámolásával megállapítottuk, hogy a finom frakcióban az elemek dúsulási értékei gyakran megközelítették, sőt néhány esetben meg is haladták a durva frakciós értékeket. Elem Al Si P S Cl K Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Br Sr Ba Pb

Dúsulási Dúsulási tényező tényező (durva frakció) (finom frakció) 0.53 0.76 1.02 1.10 1.46 18.79 24.43 1065.90 40.43 285.02 1.48 3.56 3.48 3.76 1.00 1.00 1.51 7.20 10.65 1.79 3.09 1.19 1.62 9.01 93.81 3.93 7.05 62.03 14.46 73.08 73.09 1735.20 1.97 5.93 10.68 81.31 25383.00

2. ábra. Dúsulási tényezők Ez a tény arra utal, hogy a finom frakcióban az antropogén elemek dúsultak nagyobb mértékben. A 2. ábráról leolvasható, hogy a S, Cl, Br és Pb-nak a finom frakciós dúsulási értéke a durva frakcióhoz képest kiugróan magas. Az Pb esetében 300-szor növekedés figyelhető meg. Az elemkoncentrációk vizsgálat során összehasonlítottuk az Atomkiban 2010 és 2011 azonos időszakában gyűjtött illetve az építkezésről származó mintákat. A vizsgálat kimutatta, hogy 2011-ben az elemkoncentrációk mindkét frakcióban nagymértékben megnövekedtek a 2010-es adatokhoz képest. A finom frakcióban 2011-ben a vizsgált elemek koncentrációi 8-10-szer magasabbak voltak, mint 2010-ben az Atomkiban. A villamos pálya mentén a koncentrációk 1.5-5-ször voltak magasabbak az Atomkiban gyűjtött mintákhoz képest. A durva frakcióban hasonló koncentrációnövekedés volt megfigyelhető. 2010-hez képest a koncentráció értékekben kétszeres növekedés volt megfigyelhető. Míg a villamospálya mentén gyűjtött minták elemkoncentrációi 10-szer, sőt néhány elem esetében 100-szor magasabbak voltak, mint az Atomkiban. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. c) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült.

Irodalom Borbély-Kiss I., Koltay E., László S., Szabó Gy., Zolnai L.: Experimental and theoretical calibration of a PIXE setup for K and L X-rays. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 12 (1985) 496-504 73

DEBRECENI VÁROSI AEROSZOL FORRÁSAI SZMOG IDEJE ALATT Angyal Anikó1, Kertész Zsófia1,b, Ferenczi Zita3, Furu Enikő1,2,a, Szoboszlai Zoltán1,a, Török Zsófia2,c, és Szikszai Zita1 1

MTA Atommagkutató Intézete (ATOMKI), Ionnyaláb-alkalmazások Laboratóriuma 4026 Debrecen, Bem tér. 18/c. E-mail: [email protected] 2 Debreceni Egyetem, 4010 Debrecen, Egyetem tér 1. 3 Országos Meteorológiai Szolgálat, 1024 Budapest, Kitaibel Pál u. 1.

Bevezetés Gyorsítóra alapozott nukleáris analitikai módszerekkel légköri aeroszol vizsgálatokat végzünk az MTA Atommagkutató Intézet (MTA Atomki) Ionnyaláb-alkalmazások Laboratóriumában (IBA). A kutatás részeként a debreceni városi aeroszol koncentráció időbeli alakulásának megfigyelésére mintavételi kampányokat folytatunk 2007 októbere óta. 2011 novemberében elrendelt „szmogriadó” ideje alatt két kampány valósult meg. A légszennyező anyagok dúsulását a forráson kívül két meteorológiai paraméter határozza meg: a szél által meghatározott légcsere és a vertikális átkeveredés mértéke. A tapasztalt koncentrációváltozásokat társítva a keveredési réteg vastagság és a meteorológiai paraméterek rövid időközönkénti alakulásának megfigyelésével lehetőség nyílt a források meghatározására. A források azonosításához PMF (Positive Matrix Factorization), míg a keveredési réteg alakulásához a WRF (Weather Research and Forecasting) modellt alkalmaztuk. Mintavétel és analízis A kampányok során egy szakaszosan léptethető PIXE International „streaker”-t használtunk. A mintavevő 3 óránként gyűjti az aeroszolt durva (PM2,5-PM10) és finom (PM2,5) frakcióra szeparálva. Párhuzamosan használtunk egy, az aeroszol méreteloszlásának vizsgálatára alkalmas 10 fokozatú PIXE International kaszkád impaktort (PIXE INTERNATIONAL CORP) is, amely 10 méretfrakció szétválasztását tette lehetővé a 30– 0,05 mikrométeres mérettartományban. A mintavételi kampányok (2011. november 2-8 és 15-21) a szokásos helyen az Atomki udvarán történtek. A minták elemösszetételét PIXE módszerrel határoztuk meg a Z≥13 (Al-Pb) elemtartományban. A minták BC tartalmát EEL model 43 smoke stain reflektométerrel határoztuk meg. A kapott eredményeken PMF modell segítségével azonosítottuk a forrásokat. Továbbá tanulmányoztuk a források időbeli alakulásának a keveredési rétegvastagságtól és egyéb meteorológiai paraméterektől való függését. Eredmények Az egyes vizsgálati időszakok alatt több elem erős korrelációt mutatott egymással, továbbá erős korreláció volt megfigyelhető az egyes elemek koncentrációváltozása és a keveredési rétegvastagság időbeli alakulása között (1. ábra). Jól látható, hogy a finom frakcióban a biomassza égetésből származó elemek (K, Cl, BC) koncentrációjának változása ellentétes volt a keveredési réteg alakulásával, melyet a korrelációs vizsgálatok is megerősítettek. Éjszaka, mikor alacsony rétegvastagság (~70m) volt megfigyelhető a koncentrációk maximumot mutattak, míg nappal fordított tendencia volt tapasztalható. 74

Azonban a talajeredetű elemek esetében a nappali feldúsulás volt megfigyelhető. A durva frakcióban a S és Zn koncentráció alakulása esetében is éjszakai csúcsok voltak az első mintavételi héten. A második mintavételi kampány során a finom frakcióban a biomassza égetésből származó elemeken (K, Cl, BC) kívül a közlekedésből származó elemek (Fe, Cu, Zn, Pb) koncentrációváltozása is negatív korrelációt mutattak a keveredési rétegvastagsággal, ami az 1. ábrán látható. A durva frakcióban viszont a talajeredetű elemek (Si, Fe, Ca, Mn, Cu, Zn) esetében volt ez megfigyelhető. Ezen megfigyelések szerint az aeroszol éjszakai feldúsulása volt jellemző a kampányok ideje alatt.

1. ábra Néhány elemkoncentráció időbeli változása és a keveredési rétegvastagság 2012. november 1-8 között (balra) és 2012. november 15-21 között (jobbra) A PMF modell alapján azonosított források a finom frakcióban a talaj, a biomassza égetés, a közlekedés és az olajégetés. A durva frakcióban kapott források a következők: a talaj+talajjavító szer, biomassza égetés I., biomassza égetés II. és az út pora. A biomassza égetésként azonosított források esetében eltérő szélirányokat tapasztaltunk. Ezen felül vizsgáltuk a források időbeli alakulásának a keveredési rétegvastagságtól való függését, melyek megerősítették a fentebb bemutatott korrelációs vizsgálatok eredményeit. Debrecenben 2011 novemberében elrendelt „szmogriadó” alatt gyűjtött aeroszol minták vizsgálata alapján, az aeroszol elsődleges forrása a biomassza égetés volt mind a finom, mind a durva frakcióban. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. c) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült.

75

XI. Magyar Aeroszol Konferencia

POSZTEREK

76

LÉGKÖRI AEROSZOL MINTÁK FIZIKAI, KÉMIAI ÉS ÖKOTOXIKOLÓGIAI JELLEMZÉSE Filep Ágnes1, 2, Palágyi Andrea3, Kovács Laura3, Manczinger László3, Vágvölgyi Csaba3, Bozóki Zoltán1, 2, Szabó Gábor1, 2 1

MTA-SZTE Fotoakusztikus Kutatócsoport, email: [email protected] 2 Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék 3 Szegedi Tudományegyetem, Mikrobiológiai Tanszék

Bevezetés Habár az európai halálozási okok közül a kilencedik a PM10 egészségkárosító hatása, még mindig igen kevéssé kutatott terület a légköri aeroszol ökotoxikológiai jellemzése, valós idejű mérése pedig megoldásra vár. Mérési kampányunk során kapcsolatot kerestünk az aeroszol fotoakusztikusan valós időben mérhető optikai abszorpciós együtthatója valamint geno- és citotoxikológiai paraméterei között. Terepi mérés A bemutatott in-situ méréseket, és az utólagos analízishez való mintavételt 2013. 01. 11. és 2013. 02. 08. között végeztük K-pusztán az Országos Meteorológiai Szolgálat mérőállomásán. Alkalmazott módszerek A részecskék optikai abszorpciós együtthatóját (babs) az SZTE saját fejlesztésű négyhullámhosszú fotoakusztikus aeroszolmérőjével (4 -PAS, Ajtai et al. 2010) mértük 266, 355, 532 és 1064 nm-en egy időben. A műszer mintavevő ágát kiegészítettük egy karbon-kerámia denuderrel, amely részecskeveszteség nélkül választja le a NOx, O3 és savas gázokat (melyek kereszteffektussal befolyásolhatnák a mérést). A mérési kampány során kvarcfilterre vettünk 24 órás mintát utólagos kémiai és toxikológiai analízishez nagy térfogatáramú mintavevővel. A minták szerves-, szervetlen széntartalmának meghatározását a Bécsi Egyetem végezte el termo-optikai módszerrel (Sunset OC/EC Analyzer) az EUSAAR 2 protokoll szerint. Szakirodalmi adatok alapján a Pseudomonas putida Gram negatív baktériumot választottuk ki a levegőszűrő extraktumok citotoxicitásának vizsgálatához. E baktériumot az EU és német szabványok is javasolják citotoxicitási és növekedésgátlási tesztek elvégzéséhez (ISO 10712, 1995). A szennyező vegyületek toxicitásának vizsgálatához mikrotiterlap változatban célszerű a tesztet kivitelezni, különösen mikor a mintából csak kis mennyiségek állnak rendelkezésre. A szálló porban lévő szennyező anyagok genotoxicitásának vizsgálatához az Ames tesztet használtuk. A tesztet egy hisztidin auxotróf (his-) Salmonella typhimurium baktériumtörzzsel (TA98) végeztük, melynek szennyező anyagok hatására képződő his+ revertánsainak gyakoriságából következtettünk a mutációs rátára, a minta genotoxicitására. A toxicitási vizsgálatokhoz a levegő filterek 1 cm2-es darabjaiból készítettünk vizes kivonatokat nagyfrekvenciás Eppendorf-csöves rázókészülék segítségével. A kivonatokat membránszűrőn keresztül sterilre szűrtük. A toxikológiai vizsgálathoz használt Pseudomonas putida törzset élesztőkivonat – glükóz tápoldatban neveltük fel. A tenyészet optikai denzitását (OD) 620 nm-nél 0,08 értékre állítottuk be. Ebből a szuszpenzióból 0,15-0,15 ml-eket vittünk fel 96 77

lyukas steril, fedőlapos mikrotiter lapra és ezekhez mértük a szennyezőanyagokat tartalmazó minták 0,05-0,05 ml-ét. Lemértük a minikultúrák OD értékeit „0” időpontban, majd 30 °C-on inkubáltunk 24 órán keresztül és újabb mérés következett 620 nm-nél. A mérési adatsorokat Excel táblázatokba konvertáltuk, majd a kontrollhoz képest kiszámoltuk az egyes minták növekedésgátlás mértékét. A növekedés gátlási intenzitás értékek a vizsgált időszakban szabályos oszcillációt mutattak, három maximum és két minimum értékkel. Az Ames tesztes vizsgálat kivitelezésében a klasszikus módszerhez képest változtatásokat hajtottunk végre. A törzset LB tápoldatban neveltük fel, a tenyészet OD-jét 0,5-re állítottuk be 620 nm-nél. Az így kapott szuszpenzió 0,15 ml-éhez az aeroszol minta 0,05 ml-ét adtuk majd 4 órán át 30 °Con inkubáltunk. A kezelt sejteket 0,9 %-os steril nátriumklorid oldattal átmostuk Eppendorf csövekben, majd 0,05 ml-enként két minimál táplemezre szélesztettük a sejteket. Ezután steril fülke alatt beszárítottuk a táplemezeket és 30 °C-on egy hétig inkubáltuk a csészéket, majd megszámoltuk a revertáns telepeket. A mintasorozattal egy egyszerűsített, általunk kidolgozott mikrotiterlapos változatát is kiviteleztük az Ames tesztnek. Ebben az esetben az LB tápoldatban előtenyésztett baktériumsejteket kicentrifugálás után minimál tápoldatban szuszpendáltuk fel és a szuszpenzió OD-jét 620 nm-nél 0,5-re állítottuk. Ebből a baktérium szuszpenzióból 0,15 ml-ek kerültek steril mikrotiter lapra és ezekhez mértük a mintasorozat 0,05-0,05 ml-eit. Ezután a mikrotenyészetek OD-jét 620 nm-nél azonnal lemértük, majd újabb mérés következett 48 óra inkubáció után. A mérhető OD emelkedés a revertánsok számával arányos. A mikrotiterlapos módszer esetében sokkal több esetben detektáltunk mutagén hatást mutató mintát, tehát érzékenyebbnek bizonyult, mint a táplemezreszélesztéses klasszikus módszer. Korrelációanalízis Megvizsgáltuk, hogy az aeroszol minták szerves- és szervetlen széntartalma, a négy különböző hullámhosszon mért optikai abszorpció és a citotoxicitási, valamint a genotoxicitási adatok között van-e korreláció. A korreláció analízisekhez az OpenStat windows szoftvert használtuk fel. Eredmények Az aeroszol minták Pseudomonas putida növekedési teszttel mérhető citotoxicitási adatsorai pozitív korrelációt mutattak az 1064 nm-en végzett valós idejű aeroszol optikai abszorpció mérés 24 órára összegzett értékeivel, viszont az Ames teszttel mért mutagenecitási adatsorok esetében a 355 nm-es abszorpciós adatokkal találtunk pozitív korrelációt. Köszönetnyilvánítás A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. A bemutatott munkát a 101905 azonosítójú OTKA valamint a TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0047 azonosítójú TÁMOP pályázat támogatta.

78

SZIKRAKISÜLÉSES NANORÉSZECSKE GENERÁTOR EMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIAI VIZSGÁLATA Cu NANORÉSZECSKÉK ELŐÁLLÍTÁSA KÖZBEN Kohut Attila1, Metzinger Anikó2, Márton Zsuzsanna3, Linus Ludvigsson4, Knut Deppert4, Galbács Gábor2 és Geretovszky Zsolt1 1

Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 9., E-mail: [email protected] 2 Szegedi Tudományegyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 7., E-mail: [email protected] 3 Pécsi Tudományegyetem, Környezetfizika és Lézerspektroszkópia Tanszék, 7624 Pécs, Ifjúság útja 6., E-mail: [email protected] 4 Lund University, Department of Physics, Professorsgatan 1., SE-223 63 Lund, Sweden, E-mail: [email protected] Bevezetés A szikrakisüléses nanorészecske generálás egy nanorészecskék előállítására alkalmas technika, mely során kontrollált gázáramban nagyfeszültségű kisüléseket hoznak létre két elektród között (az elektródok elektromos táplálását egy egyszerű, bipoláris kondenzátor töltő áramkör végzi): Schwyn et al. (1988). Az ilyen szikrakisüléses nanorészecske generátorban (Spark Discharge Generator, SDG) a részecske képződés lehetőségét az elektródfelszín szikrázás hatására bekövetkező lokális eróziója teremti meg. Az SDG-k rutinszerű alkalmazása és a szikrakisülések több évtizedes múltra visszatekintő analitikai kémiai célú spektroszkópiai vizsgálata ellenére a szikrákban lezajló, a nanorészecskék kialakulását előidéző fundamentális folyamatok kevéssé ismertek (Walters, 1969; Meuller et al. 2012). Munkánk során egy szikrakisüléses nanorészecske generátor elektromos paramétereit, az elektródközben keletkező fény spektroszkópiai jellemzőit, valamint a részecskék méret és morfológiai tulajdonságait vizsgáljuk, a részecskeképződés folyamatának megértése érdekében. Kísérleti körülmények Az SDG rendszer magja egy vákuumtechnikai kamra, amelyben szikrákat hoztunk létre egy 20 nF összkapacitású kondenzátorbank segítségével, amelyet egy max. 15 kV-os nagyfeszültségű kondenzátortöltő tápegység (Technix CCR-15-P-150) látott el energiával. Henger alakú, 3 mm átmérőjű réz elektródokkal (az anód és a katód mindig azonos kivitelű volt) és 1-4 mm-es elektródtávolságokkal dolgoztunk. Nitrogén gázban, 1,67 slm áramlási sebesség és 1015 mbar nyomás mellett történt a szikráztatás. A keletkező részecskék mobilitási átmérőjét egy differenciális mobilitás analizátorral (DMA) mértük. A spektroszkópiai adatgyűjtéshez egy nagy feloldóképességű, optikai szálas betáplálású echelle spektrográfot (Andor Mechelle 5000) és egy nagy érzékenységű, a nanoszekundumos időskálán kapuzható iCCD kamerát (Andor iStar 734-18F-03) használtunk, melyet egy passzív nagyfeszültségű szondával (Tektronix P6015) képezett indítójel segítségével szinkronizáltunk a szikrázással. A rendszer segítségével a 300-800 nm spektrális és 100 ns15 µs időtartományban gyűjtöttünk adatokat 50 ns-os időbeli feloldással.

79

Eredmények A plazmát alkotó komponensek azonosítása céljából térben és időben integrált emissziós spektrumokat gyűjtöttünk. A spektrumokban nagyszámú, a gáztól illetve az elektródanyagtól származó vonalat figyeltünk meg, melyek a gerjesztett atomi (N, Cu) és ionos (N+, N2+, N3+, Cu+) komponensekhez rendelhetők. Nagy időfelbontással (50 ns) követve a kisülési plazma emissziós spektrumának időfejlődését megállapítottuk, hogy az atomi specieszek emissziója később kezdődik és számottevően tovább tart (10-15 µs), mint az ionoké, melyek csak a kisülés korai fázisában (1-4 µs) vannak jelen. Minél nagyobb egy ion töltése, annál rövidebb az élettartama, s így emissziós maximumát is korábban éri el.

1. ábra. Az elektródtávolság hatása a Cu agglomerátumok mobilitási átmérőjére (A), valamint a Cu I vonal intenzitásának időfejlődésére (B). A mobilitási átmérő móduszának és a Cu I vonal intenzitás maximumának ideje az elektródtávolság függvényében (C). A spektroszkópiai adatgyűjtéssel párhuzamosan a képződött réz nanorészecske agglomerátumok mobilitási átmérőjét is mértük. A különböző paraméterek mellett végzett kísérletek azt mutatták, hogy az agglomerátumok mobilitási átmérőjének módusza növekvő elektródtávolsággal csökken (38-ról 18 nm-re, 1A. ábra). Amíg a réz atomok emissziós intenzitásának maximuma az elektródtávolság növelésével a nagyobb idők felé tolódik (2,6ról 6,5 µs-ra, 1B. ábra). Tehát a két mennyiség között kapcsolat van. Ezt a korrelációt az 1C. ábra mutatja. Köszönetnyilvánítás Jelen kutatás az Európai Unió hetedik keretprogramjának (EU FP7) 280765 szerződésszámú (BUONAPART-E) projektje, illetve a TÁMOP 4.2.2.A-11/1/KONV-20120047 és TÁMOP 4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0060 projektek támogatásával valósul meg. Felhasznált irodalom Schwyn, S., Garwyn, E., Schmidt-Ott, A., 1988. Aerosol generation by spark discharge. J. Aerosol Sci. 19, 639-642. Walters, J. P., 1969. Historical Advances in Spark Emission Spectroscopy. Appl. Spectrosc. 23, 317-331. Meuller, B. O., Messing, M. E., Engberg, D. L. J., Jansson, A.M., Johansson, L.I.M., Norlén, S.M., Tureson, N., Deppert, K., 2012. Generation of nanoparticle aerosols by spark discharge. Aerosol Sci. Technol. 46, 1256-1270.

80

TEREPI OPTIKAI MÉRÉSEK AEROSZOLOK FORRÁSAZONOSÍTÁSÁNAK CÉLJÁBÓL Nagy Attila1, Czitrovszky Aladár1, Kerekes Attila1, W.W. Szymanski2 1

MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, Szilárdtestfizikai és Optikai Intézet 1121 Budapest, Konkoly Thege M. u. 29-33. 2 Faculty of Physics, University of Vienna A-1090 Vienna, Boltzmanngasse 5, AUSTRIA e-mail: [email protected]

Bevezetés A környezeti aeroszolok (melyek szilárd vagy folyadék állapotúak is lehetnek) eredetének meghatározására több féle módszer is kínálkozik. Vizsgálhatjuk az összetételüket például repülési idő tömeg spektrométerrel, röntgen-spektroszkópiával vagy kémiai analitikai módszerekkel. Ezekhez általában előzetes mintavétel és laboratóriumi kiértékelés szükséges. Az optikai módszeren alapuló forrásazonosítás történhet a részecskék abszorpciójának közvetlen vagy akusztooptikai módszeren alapuló vizsgálatával, kihasználva az abszorpció hullámhosszfüggését is. Az általunk javasolt optikai módszer a korábban kifejlesztett kéthullámhosszú aeroszol spektrométeren (DWOPS) alapul, mely a részecskék méreteloszlása és koncentrációja mellett meghatározza azok optikai tulajdonságait is, nevezetesen a komplex törésmutatót (Szymanski et al. 2002). A módszer egyedi részecskeszámláláson alapul, különböző lézer hullámhosszakon mérjük a megvilágított részecskékről egy speciális elrendezésben szórt intenzitásokat. A mérési módszert numerikus szimulációkkal és laboratóriumi kísérletsorozatokkal vizsgáltuk (Nagy et al. 2007), amelyek tapasztalata alapján elkészült egy terepi mérésekre is alkalmas berendezés prototípusa. A berendezés egyik előnye, hogy rövid mintavételi idővel a helyszínen szolgáltatja az eredményt, nincs szükség költséges laboratóriumi berendezésekre és utólagos vizsgálatokra.

1. ábra A Gilice téri mérési helyszín a Hilase Kft. mérőbuszával

81

A berendezést alkalmaztuk többek között a Jedlik Ányos program keretében lefolytatott mérési kampányokban, melynek célja egy új módszer kidolgozása az aeroszolok forrásának azonosítására (antropogén - ipari, égéstermék, közlekedési, mezőgazdasági, stb). Ezek során több hetes méréssorozatot végeztünk Budapesten a Gilice téren (1. ábra) és az Asztóriánál. Eredmények

0 90 180 270 360 4 2 0 -2

Wind direction (North - 0)

100

Relative humidity Temperature

80 60

RH [%]

T [°C]

WD [fok]

A 2. ábrán mutatjuk be a kampány során mért eredményeket. Az ábrán látható a DWOPS által mért koncentráció, az Aethalometer-rel mért abszorpció és a DWOPS által meghatározott abszorbeáló frakció időbeli változása. Ezekből az adatokból, a méreteloszlásokból és a meteorológiai adatok figyelembe vételével következtetni lehet a lehetséges forrásokra.

40 3

BC Aethalometer 950nm [ng/m ] Absorbing fraction DWOPS Concentration DWOPS [#/liter]

10000

40

8000

30

6000

20

4000

10

2000

0 16 2010.03.05 8:00

Concentration [#/liter]

Absorbing fraction [%]

50

0 40

64

88

112

136 160 184 Elapsed time [h]

208

232

256

280

304

328

2. ábra A mérési kampány néhány eredménye Köszönetnyílvánitás A munka a következő projektek támogatásával valósult meg: Jedlik Ányos Program OM-00217/2007 és TÉT_10-1-2011-0725. Irodalom Szymanski, W.W., Nagy, A., Czitrovszky, A., Jani, P. (2002). A new method for the simultaneous measurement of aerosol particle size, complex refractive index and particle density, Measurement Science and Technology, 13, 303-307. Nagy, A., Szymanski, W.W., Golczewski, A., Gál, P., Czitrovszky, A. (2007) Numarical and experimental study of the performance of the Dual Wavelength Optical Particle Spectrometer (DWOPS) (2007), Journal of Aerosol Science, vol. 38 issue 4. pp. 467-478.

82

KLÓR KÉMIAI ÁLLAPOTÁNAK MEGHATÁROZÁSA AEROSZOL MINTÁKBAN NAGY FELOLDÁSÚ HULLÁMHOSSZ-DISZPERZIV PIXE MÓDSZERREL Furu Enikő1,b, Kertész Zsófia1,a, Matjaž Kavčič2 1

MTA Atommagkutató Intézet, Ionnyaláb-fizikai Osztály 4026 Debrecen, Bem tér 18/c. E-mail: [email protected] 2 Joseph Stefan Intézet, Mikroanalitikai Központ SI-1001, Ljubljana, Szlovénia, Jamova 39. Bevezetés A városi aeroszol szennyezettség az egyik vezető környezeti probléma a világon. Ahhoz hogy hatékonyan csökkenteni tudjuk a légköri aeroszol mennyiségét, pontosan ismerni kell a forrásait. Ennek egyik módja az elemek kémiai állapotának a vizsgálata. Egy elem kémiai állapotának a jellemzésére kiválóan alkalmazható a nagy feloldású PIXE módszer hullámhossz-diszperzív spektroszkópiával kombinálva. A különböző kémiai környezet hatására a karakterisztikus röntgenvonalak energiája eltolódhat, az alakjuk megváltozhat, és változik a relatív intenzitásuk is. Az emissziós spektrumban szatellit vonalak keletkezhetnek. Az atmoszférikus aeroszolnak egyik fontos alkotóeleme a klór. A durva frakcióban (10 m ≥ aerodinamikai átmérő ≥ 2.5 m) a klór fő forrása az óceán párolgása, míg a finom frakcióban (aerodinamikai átmérő < 2.5 m) általában antropogén forrásból származik. A vizsgált két magyarországi városban, Budapesten és Debrecenben, a klór mindkét frakcióban a fő összetevők között szerepelt, annak ellenére, hogy az ország a kontinens belsejében fekszik, így az óceáni hatás elhanyagolható. Ennek a munkának a célja az volt, hogy megmutassuk, a hullámhossz-diszperzív PIXE módszer alkalmas a Cl kémiai állapotának meghatározására vékony aeroszol mintákon. A méréseket a Joseph Stefan Intézetben, Ljubljanában, Szlovéniában végeztük. Különböző Cl vegyületek és két, polikarbonát szűrőre gyűjtött finom frakciós aeroszol minta nagy feloldású K és K spektrumait rögzítettük a Josef Stefan Intézet nagy-feloldású PIXE mérőrendszerén. Nagy feloldású PIXE berendezés A minták vizsgálatára a Ljubljanában, a Joseph Stefan Intézet Mikroanalitikai Központjában található HR-PIXE mérőkamrát használtuk [Kavčič et al (2004)] Az intézetben lévő 2 MV-os tandem gyorsító segítségével 2 MeV energiájú, 150-200 nA erősségű proton nyalábot állítottunk elő. A proton nyalábot 8 mm x 8 mm-es nyalábátmérőre fókuszáltuk. Analizátorként Johansson típusú kristályspektrométert [Kavčič et al (2012) ] használtuk, ahol a Si kristály (111) orientációjú volt. A detektor egy 770 x 1152 pixeles CCD kamera volt, melynek energia feloldása a 2.6 keV-os röntgen energiánál kevesbb mint 0.5 ev volt. Eredmények Kalibrációs sorozat felvételére olyan Cl tartalmú standard vegyületeket használtuk, amelyek nagy koncentrációban előfordulhatnak az aeroszolban: NaCl, KCl, CaCl, NH4Cl, CuCl2. Ezekből a vegyületekből pasztillákat készítettünk. Aeroszol mintaként a 2009-2010 83

telén Budapesten illetve Debrecenben polikarbonát filterre gyűjtött mintákat használtuk. Az aeroszol minták kb. 10%-ban tartalmaztak klórt. Felvettük a standard vegyületek illetve az aeroszol minták Cl Kα röntgenspektrumait. Megállapítottuk, hogy a K spektrumok nagyon egyformák, amely azt igazolta, hogy a Cl oxidációs állapota mindene esetben (-1). A K emissziós vonalak azonban nagyon érzékenyek a kémiai környezetre. Ezt demonstrálja az 1/a ábrán látható a Cl vegyületek Cl Kβ röntgen spektrumai. A spektrumokban lévő eltérés a Cl eltérő kémiai környezetével magyarázható.

1/a Nagy feloldású proton indukált Cl K spektrumok különböző standard vegyületekben

1/b Nagy feloldású Cl K spektrum aeroszol mintában összehasonlítva NaCl, KCl, és NH4Cl standardokkal

Az aeroszol minta spektrumát összehasonlítottuk a NaCl, a KCl és az NH4Cl standardok spektrumaival. Megállapítottuk, hogy az aeroszol mintában a klór a NaCl-hoz hasonló kémiai környezetben van. Ez az eredmény arra utal, hogy a klórnak fő forrása a téli időszakban az utak sózása volt. Köszönetnyilvánítás a) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj kertében és támogatásával készült. b) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 Nemzeti Kiválóság Program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Irodalom Zs. Kertész, E. Furu, M. Kavcic, Spectrochmica Acta B 79-80 (2013) 58-62. M. Kavčič, M. Budnar, A. Mühleisen, F. Gasser, M. Žitnik, K. Bučar, R. Bohinc, Rev. Sci. Instrum. 83, 033113 (2012) M. Kavčič, A. Karydas, Ch. Zarkadas, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B222, 601-608 (2004). M. Kavčič, Application of Wavelength Dispersive X-Ray Spectroscopy in X-Ray Trace Element Analytical Techniques, X-Ray Spectroscopy, S. K. Sharma (Ed.),

84

LÉGKÖRI AEROSZOL TERHELÉS VIZSGÁLATA TÖMEGKÖZLEKEDÉSI ESZKÖZÖKÖN Papp Enikő Ivett, Furu Enikőa, Angyal Anikó, Szoboszlai Zoltána, Török Zsófiab, Kertész Zsófiac MTA Atommagkutató Intézete (ATOMKI) Ionnyaláb-alkalmazások Laboratóriuma 4026 Debrecen, Bem tér 18/c, e-mail: [email protected] Bevezetés Napjainkban az élet elképzelhetetlen lenne modern tömegközlekedési eszközök nélkül. A közlekedés növeli a városok és a környezet aeroszol terhelését, ezért kíváncsiak voltunk, milyen terhelés ér egy embert utazás közben. A mintagyűjtés 2012. szeptember és október között zajlott egy kétfokozatú személyi mintavevő segítségével Debrecenben az egyes villamoson, trolibuszon, helyi autóbuszon és Budapest Nyugati Pályaudvar és Debrecen között közlekedő Intercity vonaton. A mintagyűjtéshez nucleopre típusú kétfokozatú mintavevőket használtunk, amellyel szeparálva gyűjtöttük a durva módusú (2,5 µm-nél nagyobb és 10 µm-nél kisebb aerodinamikai átmérőjű) és a finom módusú (2,5 µm-nél kisebb aerodinamikai átmérőjű) részecskéket. Eredmények Az aeroszol koncentrációját mérlegeléssel, míg a minták elemösszetételét részecske indukált röntgen emissziós (PIXE) módszerrel határoztuk meg. A PIXE mérések az ATOMKI 5 MV-os Van de Graaff típusú gyorsítójának bal 450 – os nyalábcsatornájára telepített PIXE mérőkamrában zajlottak [Borbély-Kiss 1985]. A PM2.5, PM10, és a durva frakció tömegkoncentrációja látható az 1-es táblázatban. Összehasonlításul megadjuk az Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat által, a mintagyűjtés ideje alatt mért adatokat. 1. táblázat. A tömegközlekedési eszközökön mért PM2.5 és PM10 tömegkoncentráció értékek, PM 10 esetén az OLM adataival összevetve. Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat Dátum

PM10PM2.5

PM2.5

PM10

Jármű

yyyymmdd

µg/m3

µg/m3

µg/m3

Villamos Trolibusz Busz IC vonat

20120924 20120925 20120927 20121001

180 159 224 354

7 30 168 19

187 189 392 372

PM10 (µg/m3) átlag értékek Hajnal utca 32 38 46

Nagyerdei körút 98. 28 32 37

Kalotaszeg tér 31 31 46

Intercity vonaton nem készítettünk összehasonlítást, mivel ezek az értékek csak Debrecen területén mérvadóak. PM10 esetében a 24 órás egészségügyi határérték 50 µg/m 3, ezt az értéket az aeroszol szennyezettség mértéke minden járművön meghaladta. Ráadásul a 85

járműveken az PM10 koncentráció többszöröse volt a kültéri levegő hatóság által mért PM10 koncentrációjának. Ez nem teljesen meglepő, hiszen félig zárt térben történt a mintavételezés. PM2.5 esetében a WHO által ajánlott 24 órás egészségügyi határérték 25 µg/m3. Ezt az értéket meghaladta mind a trolibusz és kiemelkedő mértékben az autóbusz aeroszol szennyezettsége. Az elemanalízis során dúsulási tényezők segítségével meghatároztuk, hogy a kérdéses elem természetes vagy mesterséges forrásból származik-e. Tipikusan természetes elemnek számit az Al, Si, Ca, Ti, V, Fe, Mn, Ba, mesterséges elemnek pedig a S, Cl, Cu, Zn, Pb. Általánosan elmondható, hogy a S és a Br értékei a legjobban dúsultak minden jármű esetén. Durva frakcióban trolibuszon a Cl mutatott kiemelkedő dúsulást, valamint még megjegyezhető, hogy az Pb dúsulása a finom frakcióban csak trolibuszon és IC vonaton volt jelentős. A járművekben durva frakciót tekintve magas koncentrációban volt jelen az Al, Si, K, Ca és a Fe. Ezek a kéreg eredetű elemek közé tartoznak és rendszerint a durva frakcióban találhatóak meg nagy koncentrációban. Magas értékük a sok embernek köszönhető, akik megfordulnak a közlekedési eszközökön, ezáltal a kinti környezetből a jármű környezetébe jutnak az aeroszolok. A Fe legkimagaslóbb értékét villamoson tapasztaltuk mintegy 14000 ng/m3 koncentrációban. A Cl értéke a trolibuszon volt a legfigyelemreméltóbb. A többi járműben is jelen volt, de nem ilyen magas koncentrációban. A Cl tisztítószerek jelenlétére utal. A finom frakciót tekintve kimagasló mennyiségben volt jelen az Al, Si, S, Ca és Fe. A S antropogén hatásokból származik és minden járművön magas értéket mutatott. A villamoson tapasztaltuk a legmagasabb értéket, mely mintegy 1900 ng/m3 volt. Kis koncentrációban, de megjelentek további antropogén elemek, mint a Cl, Cu, Zn, és az Pb. A Fe értéke, mint az előzőkben láttuk, a durva frakcióban is nagyon magas volt minden járművön, elsősorban a villamoson és az IC vonaton. Finom frakcióban az IC vonaton mintegy 5500 ng/m 3 koncentrációt mértünk. Az Intercity vonaton vett durva módusú mintát megvizsgáltuk fény és elektronmikroszkóppal is, mert a PIXE módszer nem adott magyarázatot a nagyon magas tömegkoncentrációra. A vizsgálat során nagy mennyiségű Al2O3-t és szerves szálakat találtunk, melyek valószínűleg a szellőzőrendszerből kerültek a levegőbe. Köszönetnyilvánítás a) A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/2-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. b) Ez a munka a TAMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024 projekt támogatásával, valamint az Európai Unió és az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával készült. c) Ez a munka az MTA Bólyai János Kutatási Ösztöndíj keretében és támogatásával készült. Irodalom Borbély-Kiss I., Koltay E., László S., Szabó Gy., Zolnai L.: Experimental and theoretical calibration of a PIXE setup for K and L X-rays. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 12 (1985) 496-504

86

LÉZERES ABLÁCIÓ ÁLTAL GENERÁLT AEROSZOLOK FOTOAKUSZTIKUS VIZSGÁLATA Utry Noémi1, Ajtai Tibor2, Smausz Tamás1, Hopp Béla1, Bozóki Zoltán2 1

Szegedi Tudományegyetem, Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék, 6720 Szeged Dóm tér 9. 2 MTA-SZTE Fotoakusztikus Kutatócsoport, 6720 Szeged Dóm tér 9.

A légköri korom aeroszolok jelentős hatást gyakorolnak a Föld és a légkör klimatikus egyensúlyára, a felhőképződésre, az emberi egészségre és életminőségre. Komplex fizikai, kémiai, illetve élettani sajátosságuk megértéséhez laboratóriumi körülmények közötti előállításuk és vizsgálatuk nagy jelentőséggel bír. Az SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszékén működő fotoakusztikus és lézerablációs kutatócsoportok együttműködésének keretében nagy tisztaságú elemi szén és különböző kémiai összetételű háztartási szenek lézeres ablálásával egyedülálló módon sikerült modelleznünk a légköri korom aeroszolok keletkezését. Előadásunkban részletesen ismertetjük az általunk kifejlesztett koromgenerátor felépítését és működési elvét, a generált korom aeroszolok mikrofizikai sajátosságait úgymint, impulzusra normált kihordási mennyiség, méreteloszlás spektrum és morfológia a besugárzott lézerenergia függvényében. Mérésekkel igazoltuk, hogy a korom aeroszolok abszorpciós spektrumának hullámhosszfüggése kiemelt fontosságú anyagi jellemző.

87

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia

RÉSZTVEVŐI

88

Ajtai Tibor MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport Cím: 6701 Szeged, Pf.: 406. E-mail: [email protected] Angyal Anikó MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Ágoston Csaba KVI-Plusz Kft. Cím: 1211 Budapest, Szállító u. 6. E-mail: [email protected] Balásházy Imre MTA Energiatudományi Kutatóközpont Cím: 1525 Budapest 114, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Balogh Csaba Tiszántúli Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség Cím: 4025 Debrecen, Hatvan u. 16. E-mail: [email protected] Bán Sándor Tiszántúli Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség Cím: 4025 Debrecen, Hatvan u. 16. E-mail: [email protected] Bécsi Zsuzsanna Pannon Egyetem, Föld- és Környezettudományi Intézeti Tanszék Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Borbélyné Kiss Ildikó MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Bozóki Zoltán MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport Cím: 6701 Szeged, Pf.: 406. E-mail: [email protected] Czitrovszky Aladár MTA Wigner FK Cím: 1525 Budapest, Pf.: 49. E-mail: [email protected]

89

Dézsi Viktor Országos Meteorológiai Szolgálat Cím: 1024 Budapest, Kitaibel Pál u. 1. E-mail: [email protected] Farkas Árpád MTA Energiatudományi Kutatóközpont Cím: 1525 Budapest 114, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Ferenczi Zita Országos Meteorológiai Szolgálat Cím: 1675 Budapest, Pf.: 39. E-mail: [email protected] Filep Ágnes MTA-SZTE, Fotoakusztikus Kutatócsoport Cím: 6701 Szeged, Pf.: 406. E-mail: [email protected] Furu Enikő MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Füri Péter MTA Energiatudományi Kutatóközpont Cím: 1525 Budapest 114, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Gácser Vera Pannon Egyetem, Föld- és Környezettudományi Intézet Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Gallóné Békefi Katalin MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Gelencsér András Pannon Egyetem Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Geresdi István Pécsi Tudományegyetem, Természettudományi Kar Cím: 7626 Pécs, Ifjúság útja 6. E-mail: [email protected]

90

Herke Paula Szigetszentmiklósi Szakorvosi Rendelőintézet Cím: 2310 Szigetszentmiklós, Viola u. 1. E-mail: [email protected] Hoffer András MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Horváth Alpár Chiesi Hungary Kft. Cím: 1052 Budapest, Kristóf tér 4. E-mail: [email protected] Imre Kornélia MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Jancsek-Turóczi Beatrix Pannon Egyetem, Környezettudományi Intézet Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Jani Péter János MTA Wigner FK Cím: 1525 Budapest, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Jókay Ágnes MTA Energiatudományi Kutatóközpont Cím: 1525 Budapest 114, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Kálmán Csaba Kálmán System Kft. Cím: 1125 Budapest, Trencsényi u. 16. E-mail: [email protected] Kálmán István Kálmán System Kft. Cím: 1125 Budapest, Trencsényi u. 16. E-mail: [email protected] Kerekes Attila MTA Wigner FK SZFI Cím: 1525 Budapest, Pf.: 49. E-mail: [email protected]

91

Kertész Zsófia MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Kiss Gyula MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Koltay Ede MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Kozmáné Szirtesi Krisztina DE Műszaki Kar, Építőmérnöki Tanszék Cím: 4028 Debrecen, Ótemető u. 2-4. E-mail: [email protected] Krassován Krisztina Pannon Egyetem, Kémiai- és Környezettudományi Doktori Iskola Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Kugler Szilvia MTA Wigner FK SZFI Cím: 1525 Budapest, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Labancz Krisztina Országos Meteorológiai Szolgálat Cím: 1675 Budapest, Pf.: 39. E-mail: [email protected] Major István MTA Atomki, Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Metzinger Anikó Szegedi Tudományegyetem Cím: 6724 Szeged, Kossuth Lajos sgt. 74. E-mail: [email protected] Molnár Ágnes MTA-PE Levegőkémiai Kutatócsoport Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected]

92

Molnár Mihály MTA Atomki, Hertelendi Ede Környezetanalitikai Laboratórium Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Nagy Attila MTA Wigner FK Cím: 1525 Budapest, Pf.: 49. E-mail: [email protected] Németh Zoltán ELTE Kémiai Intézet Cím: 1518 Budapest, Pf.: 32 E-mail: [email protected] Papp Enikő Debreceni Egyetem Cím: 4010 Debrecen, Pf.: 18. E-mail: [email protected] Pintér Máté SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék Cím: 6701 Szeged, Pf.: 406. E-mail: [email protected] Puskás Róbert SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék Cím: 6720 Szeged, Rerrich Béla tér 1. E-mail: [email protected] Pusztai Krisztina KVI-Plusz Kft. Cím: 1211 Budapest, Szállító u. 6. E-mail: [email protected] Pusztai Péter SZTE Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék Cím: 6720 Szeged, Rerrich Béla tér 1. E-mail: [email protected] Salma Imre ELTE Kémiai Intézet Cím: 1518 Budapest, Pf.: 32 E-mail: [email protected] Schmeller Gabriella Pécsi Tudományegyetem Cím: 7630 Pécs, Deák Ferenc utca 130. E-mail: [email protected]

93

Szikszai Zita MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Szoboszlai Zoltán MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Tóth Ádám Pannon Egyetem, Környezettudományi Intézet Cím: 8201 Veszprém, Pf.: 158. E-mail: [email protected] Török Zsófia MTA Atomki Cím: 4001 Debrecen, Pf.: 51. E-mail: [email protected] Újvári Gábor MTA CSFK Geodéziai és Geofizikai Intézet Cím: 9400 Sopron, Csatkai E. u. 6-8. E-mail: [email protected] Utry Noémi SZTE Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék Cím: 6701 Szeged, Pf.: 406. E-mail: [email protected] Varga György MTA CSFK, Földrajztudományi Intézet, Lösz és negyedidőszaki Kutatócsoport Cím: 1112 Budapest, Budaörsi út. 45. E-mail: [email protected]

94

A XI. Magyar Aeroszol Konferencia

TÁMOGATÓI

95