Chemical analysis of the aerosol particle on the Baltic coast

• Autorzy: Jaworski R.

Warianty tytułu

PL

Analiza chemiczna cząsteczek aerozoli na wybrzeżu Bałtyku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Berner cascade impactor was used to study urban aerosols in two localities of the Pomeranian macro-region Słupsk and Hel in autumn at different weather conditions. The range of aerodynamic diameters between 0.009 and 8.11 mm were separated. Elementary composition for each diameter was obtained in a complex procedure consisting of laser ablation of deposits then their successive ionization in inductively coupled plasma generator and finally mass selection in a quadrupole spectrometer. The chemical element analysis method proofs to be quick and versatile, allowing to identify different sources of air pollution, natural, industrial and due to the road traffic.

PL

Do zbierania i selekcji aerozoli został użyty kaskadowy separator aerozoli (cascade impactor), model Berner. Pomiary obejmowały swym zasięgiem dwa rejony: peryferie Słupska (20 km od Morza Bałtyckiego) oraz letniskowa miejscowość Hel, położona na półwyspie Hel nad samym morzem. Odbywały się one jesienią. Dla porównania wykonano pomiary w dzień i w nocy (Hel) oraz podczas ładnej i deszczowej pogody (Słupsk). Separator kaskadowy umożliwiał zbieranie i selekcje aerozoli nadmorskich w jedenastu różnych klasach wielkości, w zakresie od 0,009 do 8,11 mm średnicy aerodynamicznej. Analiza składu chemicznego aerozoli, zebranych na cienkich, aluminiowych foliach, odbywała się metoda odparowania ich zogniskowana wiązka impulsowego lasera neodymowego Nd:YAG (laser ablation LA) i metoda pomiaru pojedynczych izotopów za pomocą kwadrupolowego spektrometru masowego ICP MS firmy Perkin Elmer. Do analizy wybrano izotopy pierwiastków odpowiedzialnych za zanieczyszczenie atmosfery: 12C, 13C, 28Si, 52Cr, 58Ni, 59Co, 63Cu, 75As, 114Cd i 208Pb. Ilościowe określenie poszczególnych pierwiastków możliwe było dzięki wcześniejszej kalibracji przyrządu i zastosowaniu zewnętrznych standardów kalibracyjnych. Zastosowana metoda umożliwia precyzyjne określenie składu chemicznego interesujących nas pierwiastków rzędu ppm, a co ważniejsze, dodatkowo uzyskujemy informacje o ich zawartości w poszczególnych frakcjach ich wielkości.

Słowa kluczowe

EN

chemical analysis; aerosol particle; Baltic Sea; sea coast; laser ablation; particle distribution; Slupsk town; Hel Peninsula; weather condition; autumn; aerodynamic diameter; air pollution; industrial pollution; road traffic

• Wydawca: -
• Czasopismo: Baltic Coastal Zone. Journal of Ecology and Protection of the Coastline
• Rocznik: 2006
• Tom: 10
• Opis fizyczny: p.5-14,fig.,ref.

Twórcy

autor

Jaworski R.

• Institute of Physics, Pomeranian Pedagogical University, Arciszewskiego 22b, 76-200 Slupsk, Poland

Bibliografia

• Alonso M., Alguacil F. J., Martin M. I., Kousaka Y., Nomura T., 1999. Aerosol particle size growth by simultaneous coagulation and condensation with diffusion losses in laminar flow tubes. J. Aerosol Sci., 30, 1191.
• Carlson P. G., Neubauer K. R., Johnston M. V., Wexler A. S., 1995. On-line chemical analysis of aerosols by rapid single-particle mass spectrometry. J. Aerosol Sci., 26, 535.
• Chester R., Nimmo M., Preston M. R., 1999. The trace metal chemistry of atmospheric dry deposition samples collected at Cap Ferrat: a coastal site in the Western Mediterranean. Marine Chemistry, 68, 15.
• Denoyer E. R., Fredeen K. J., Hager, J. W., 1991. Laser solid sampling for inductively coupled plasma mass spectrometry. Anal. Chem., 63, 445.
• Eltayeb M. A. H., Injuk J., Maenhaut W., Van Grieken R. E., 2001. Elemental composition of mineral aerosol generated from Sudan Sahara sand. J. Atmosph. Chem., 40, 247.
• Gard E., Mayer J. E., Morrical B. D., Dienes T., Forgenson D. P., Prather K. A., 1997. Realtime analysis of individual atmospheric aerosol particles: design and performance of a portable TOFMS. Anal. Chem., 69, 4083.
• Hinds W. C., 1982. Aerosol Technology, John Wiley & Sons, Los Angeles.
• Hoffmann E., Lüdke Ch., Skole J., Stephanowitz H., Wagner G., 1999. Studies on the quantitative analysis of trace elements in single SiC crystals using laser ablation-ICP-MS. J. Anal. At. Spectrom., 14, 1679.
• Huang Ch. H., Tsai Ch. J., 2001. Effect of gravity on particle collection efficiency of inertial impactors. J. Aerosol Sci., 32, 375.
• Jones J. L, Dahlquist R. L., Hoyt R. E., 1971. Spectroscopic source with improved analytical properties and remote sampling capability. Appl. Spectrosc., 25, 628.
• Lüdke Ch., Hoffmann E., Skole J., Krews M., 1999. Determination of trace metals in size fractionated particles from arctic air by electrothermal vaporisation inductively coupled plasma mass spectrometry. J. Anal. At. Spectrom., 14, 1685.
• McCurdy E., Potter D., 2001. Optimising ICP-MS for the determination of trace metals in high matrix samples. Spectroscopy Europe, 3, 14.
• Miller J. C., 1994. Laser Ablation, Springer-Verlag, Berlin.
• Neiburger M., Edinger J. G. and Bonner W. D., 1973. Understanding Our Atmospheric Environment, W. H. Freeman and Company, New York.
• Outridge P. M., Doherty W., Gregoire D. C., 1996. The formation of trace element-enriched particulates during laser ablation of refractory materials. Spectrochim. Acta, Part B, 51, 1451.
• Pereira C. E. de B., Miekeley N., Poupeau G., Küchler I. L., 2001. Determination of minor and trace elements in obsidian rock samples and archaeological artifacts by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry using synthetic obsidian standards. Spectrochim. Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 56, 1927.
• Phares D. J., Smedley G. T., Flagan R. C., 2000. Effect of particle size and material properties on aerodynamic resuspension from surfaces. J. Aerosol Sci., 31, 1335.
• Pope C. A., 1991. Respiratory hospital admissions associated with PM10 pollution in Utah, Salt Lake, and Cache Valleys. Archives of Environmental Health, 46, 90.
• Potocek V., 1999, Aerosol analysis by a PIXE system. In: Analytical Chemistry of Aerosols. (Ed.) K. R. Spurny. Levis Publishers, Boca Raton, FL, 133.
• Prohaska T., Stalbauer C., Wimmer R., Stingeder G., Latkoczy Ch., Hoffmann E., Stephanowitz H., 1998. Investigation of element variability in tree rings of young Norway spruce by laser-ablation-ICPMS. Sci. of Total Envirom., 219, 29.
• Scheeline A., Norris J. A., Travis J. C., DeVoe J. R., Walters J. P., 1981. Particulates formed by a stabilized high voltage spark discharge. Spectrochim. Acta, Part B, 36, 373.
• Seelig M., Broekaert J. A. C., 2001. Investigations on the on-line determination of metals in air flows by capacitively coupled microwave plasma atomic emission spectrometry. Spectrochim., Acta B: Atomic Spectroscopy, 56, 1747.
• Seinfeld J. H., 1989. Urban air pollution: state of the science. Science, 243, 745.
• Song X. H., Faber N. M., Hopke P. K., Suess D. T., Prather K. A., Schauer J. J., Cass G. R., 2001. Source apportionment of gasoline and diesel by multivariate calibration based on single particle mass spectral data. Analytica Chimica Acta, 446, 327.
• Tai H. S., Lin J. J., Noll K. E., 1999. Characterization of atmospheric dry deposited particles at urban and non-urban locations. J. Aerosol Sci., 30, 1057.
• Zieliński T., Zieliński A., 2002. Aerosol extinction and aerosol optical thickness in the atmosphere over the Baltic Sea determined with lidar. J. Aerosol Sci., 33, 907.