31
Monitoring elementárního a organického uhlíku na Observatoři Košetice Jan Čech Český hydrometeorologický ústav Observatoř Košetice

Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Monitoring elementárního a organického

uhlíku na Observatoři Košetice

Jan Čech

Český hydrometeorologický ústav

Observatoř Košetice

Page 2: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ

VZDĚLÁVACÍ KURZ

Regenerace krajiny intenzivně

narušené lidskou činností

Akce je spolufinancována z Evropského sociálního fondu a státním rozpočtem České republiky

Page 3: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Zaměření kurzu : Postihnutí co nejširšího spektra aktuálních problémů v krajině a vytvoření komplexního shrnutí možných řešení.

Charakter kurzu : Osm 3-denních bloků (částečně víkendových) během roku 2012.

Cena kurzu : Bezplatná účast. Ubytování a občerstvení zdarma.

Page 4: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Účel a přínosy kurzu : U OBK monitorované malé lesní povodí v rámci programu ICP-IM (v rámci zástupnosti). Monitoring kvality a depozice podkorunových srážek, pozemní vody, půdní vody, podzemní vody, půdy, látková bilance povodí.

Důvod kurzu : FSI ČVUT PRAHA.

Page 5: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Účel a přínosy kurzu :

Page 6: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Důvod kurzu : FSI ČVUT PRAHA – Doplnění přírodovědeckého vzdělání.

Page 7: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

15.-17.3.Klíčové téma kurzu:Obecný úvod vlivu člověka na krajinu. Přednášet budou odborníci na jednotlivé krajinné složky: geologii, klima, pedologii aerozi půdy, hydrosféru, kulturní hodnoty krajiny a vývoj krajiny obecně.Mezi přednášejícími budou RNDr. Oldřich Syrovátka, CSc., RNDr. Jiří Sádlo CSc.,Dr. Ing. Milan Sáňka, Doc. Ing. arch. ThLic. Jiří Kupka Ph.D., Mgr. Lukáš Peška adalší.

12. – 14.4.Klíčové téma kurzu:Těžba v krajině. Lektoři se budou věnovat těžbě nerostných surovin, jejímu vlivu na krajinu amožnostmi rekultivací. Odbornou garantkou exkurze bude projektantka Ing. HedvikaPsotová ze společnosti Arvita P spol. s r.o. Dále budou mimo jiné přednášet RNDr.Pavel Trpák a RNDr. Ivana Trpáková o využití historických mapových a písemnýchpramenů pro revitalizaci a regeneraci krajiny.

Page 8: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

24. – 26.5.Klíčové téma kurzu:Brownfields a možnosti jejich regenerace a průmyslová krajina jako kulturnídědictvíPřednášející se budou věnovat degradovaným územím ležícím ladem. Může sejednat o staré průmyslové areály, odvaly po těžbě, ale i opuštěná území srozpadajícími se obytnými budovami, nevyužívané dopravní stavby apod., např. bývalé průmyslové areály v Brně. Na proměnu Vaňkovky se zaměří Ing. arch. Eva Stanková, o areálu bývalé Zbrojovky se dozvíme pod odborným vedením Ing. arch. Marcely Drkošové. Dalšími oslovenými lektory k tématice brownfields jsou například Ing. Jana Žáková, Prof.Ing.arch. Helena Zemánková nebo Doc. Ing. Barbara Vojvodíková, Ph.D.

14. – 16.6.Klíčové téma kurzu:Ostravsko - Regenerace průmyslové krajiny Přednášky zaměřené na regeneraci průmyslového Ostravska.Jedná se o jedinečnou těžební krajinu na severu Moravy včetně vybraných průmyslových areálů.

Page 9: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

20. – 22.9. Klíčové téma kurzu:Voda v krajině.Kurz zaměřený na důvody revitalizací vodních toků a jejich technologie, vegetačnídoprovod vodních toků a migrační cesty pro vodní organismy. Bude se jednat o realizovaných revitalizacích vodních toků Východních Čech. Lektory tohoto tématu v roce 2011 byli Prof.Ing. Šálek Jan, CSc., Doc. Ing. Helena Králová, CSc., Ing.Stanislav Štěnička a další.

11. – 13.10 Klíčové téma kurzu:Regenerace krajiny a proces EIA. Regenerace krajiny a dopravní stavby.Přednášející se budou věnovat vysvětlení procesu EIA a posuzování návrhů dopravních staveb. Vysvětlení realizovaných opatřeních v krajině. Přednášejícími v roce 2011 byli mimo jiné Ing. et Ing. Romana Šnajdárková, RNDr. Dušan Romportl, Ph.D. nebo Ing. arch. Jan Kristek.

Page 10: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

1. – 3.11. Klíčové téma kurzu:Problémy kontaminací, rekreace a ochrana přírody a krajiny, praktický blokzapojení veřejnosti. Přednášející se budou věnovat vymezením ÚSES a navrhováním komplexníchpozemkových úprav. Celodenní blok participativního plánování vedla v roce 2011nadace Partnerství.

6. – 8.12. Klíčové téma kurzu:Sociologické aspekty regenerace krajiny a poetický blok vnímání krajiny a jejíznázorňování, prezentace závěrečných prací.Přednášející se budou věnovat sociologickým aspektům regenerace krajiny a také sezaměříme na zobrazování krajiny v jednotlivých historických obdobích. Součástítohoto kurzu budou také prezentace seminárních prací jednotlivých účastníku audělování závěrečných certifikátů.

Page 11: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Specifikace kurzu :Číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/09.0090Název projektu: Vzdělávání a týmová spolupráce v oblastech regenerace krajinyintenzivně narušené lidskou činností.Doba řešení projektu: 1.1. 2010 – 31.12. 2012Program: Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost.Prioritní osa: 2- Terciární vzdělávání, výzkum a vývoj.Oblast podpory: 2.3.- Lidské zdroje ve výzkumu a vývoji.

Kontaktní osoba :Ing. Daniel Matějka - garant odborných kurzu, [email protected]

Koordinátor projektu :Ing. Martin Brtnický, Mendelova univerzita v Brně; Zemědělská 1, 61300 Brnoe-mail: [email protected] tel.: 545 133 073, mobil: 775 631 535

Page 12: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Více informací o projektu (do konce r. 2012) :

(Na jaře 2012 např. za účasti RNDr. Václava Cílka, CSc. a RNDr. Vojena Ložka, DrSc.)

www.regeneracekrajiny.cz= REGISROVAT SE

= zdarma pro mimopražské...

Page 13: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Monitoring elementárního a organického

uhlíku na Observatoři Košetice

Jan Čech

Český hydrometeorologický ústav

Observatoř Košetice

Page 14: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

EC-OC

1) Data EC-OC na OBK

2) Vývoj odběru EC-OC na OBK

(odrážející vývoj mezinárodního standardního postupu)

Page 15: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

1) Data EC-OC na OBK

• od února 2009, v PM2.5, každý 6. den.

• příprava quartz filtrů v Ústí n.L.odběr na OBK (přístroj LVS - 1 m3/hod)

analýza v CLI (přístroj Sunset Lab Analyser)

• termo-optická metoda analýzy• dle protokolu EUSAAR_2.

Page 16: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci
Page 17: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci
Page 18: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci
Page 19: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

 

Mean annual and seasonal concentration of EC, OC and TC 

at Košetice Observatory in 2009‐2011. 

 

 

 

 

EC

 (μg.m‐3)

OC

(μg.m‐3)

TC

(μg.m‐3) 

EC/TC 

 

spring 0.53 3.27 3.80 0.14

summer 0.27 1.86 2.13 0.13

autumn 0.58 3.22 3.80 0.15

winter 0.76 5.44 6.20 0.12

total 0.51 3.22 3.73 0.14

Page 20: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

2) Vývoj odběru EC-OC na OBK (odrážející vývoj mezinárodního standardního postupu)

Cílem programů EUSAAR (2006-2011) a ACTRIS NA3 (2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci sítě zúčastněných stanic a zavedení (vývoj) standardních postupů.

Cílem NA3 je vývoj standardního postupu pro monitoring EC/OC, jeho přijetí za evropskou, příp. mezinárodní referenční metodu.

Page 21: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

PM hlavice

Quartz filtr

I.

Intenzívní kampaně EMEP2002/9 + 2003/6 2006/6 + 2007/1

= odběr na 1 filtr.

Page 22: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

PM hlavice

2 x Quartz filtr

II.

Intenzívní kampaně 2008/9,10 + 2009/2,3

Pravidelný odběr od 2009/2

= odběr na 2 filtry na sobě.

(Později požadavek na oddělení filtrů mezerou).

Page 23: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

II.

Proč odběr na 2 filtry…Cílem je stanovení OC v samotných pevných částicích.

Při předpokladu nasycení obou filtrů organickými parami vzniká výsledná hodnota OC ODEČTENÍM hodnot OC na spodním filtru od hodnot OC na horním filtru.

OC = OC(H) – OC(S)

Při tomto způsobu vzorkování je definován tzv. POZITIVNÍ ARTEFAKT a to jako množství OC zachycené na spodním filtru(OC(S) = PA).

OC = OC(H) – PA

Page 24: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

PM hlavice

2 x Quartz filtr

DENUDER

III.

Od 2011/10

= odběr na 2 filtry probíhá až za denuderem zachycujícím organické páry.

Page 25: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

III.

20 cm dlouhý denuder obsahuje 4 sady uhlíkových voštin zachycujících organické páry.

Při předpokladu 100% účinnosti denuderu při záchytu organických par reprezentuje výslednou hodnotu OC hodnota OC na horním filtru.

řada 1) OC = OC(H)

Při vzorkování za denuderem je definován tzv. NEGATIVNÍ ARTEFAKT a to opět jako množství OC zachycené na spodním filtru (OC(S) = NA).

Při předpokladu, že páry OC na spodním filtru vznikly uvolněním se z částic na horním filtru, vzniká výsledná hodnota OC PŘIČTENÍM hodnot OC na spodním filtru k hodnotám OC na horním filtru.

řada 2) OC = OC(H) + OC(S) OC = OC(H) + NA

Page 26: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampling head

DenuderCarbon honeycomb monolith

Front quartz filter

Back-up quartz filter(s)

dia. 2’

dia. 1’

10’

Page 27: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci
Page 28: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

Léto 2012 – Test posuzující NA (Porovnání odběru s denuderem a bez něj – NA x PA)

V rámci úkolů ACTRIS NA3 pro rok 2012 se ho v Evropě účastní 5 stanic vč. Košetic.

3 stejné přístroje, 1 teflonový filtr + 6 quartzových filtrů pro 1 denní (troj)odběr, 3 odběry za stejných podmínek (hlavice, filtry, průtoky), 3 rozdílné sestavy.

1) = NA + 3. quartz pro kontrolu (OC1(SS) = 0?)2) = (PA) – není jistota nasycení obou filtrů parami (OC2(S) = OC3(S)?)3) = PA za teflonovým filtrem – nesorbuje páry.

Page 29: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

Léto 2012 – Test posuzující NA (Porovnání odběru s denuderem a bez něj – NA x PA)

OC(NA) = OC1(H)

OC(PA) = OC2(H) – OC3(S)

OC(NA) = OC(PA) ? = řada 1

OC(NA) vyšší než OC(PA) - funkce denuderu není 100% (= špatně)

OC(NA) nižší než OC(PA) – denuder posiluje NA = řada 2

Page 30: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Sampler 1DQbQ

Sampler 2QbQ

Sampler 3QbT

Annealed quartz back filtersQuartz fiber filters Teflon filter

Léto 2012 – Test posuzující NA (Porovnání odběru s denuderem a bez něj – NA x PA)

Omluva CLI a Ústí n.L. za potíže způsobené nedostatky v komunikaci a nečekaně vysokým množstvím filtrů quartz (v průběhu přípravy testu se zdvojnásobilo proti očekávání). Příště bude ošetřeno lépe.

Na OBK test intenzívně proběhl cíleně v teplé 2. polovině srpna (včetně víkendů) a 1. týdnu září 2012. Dříve test nemohl proběhnout z důvodů absence přístrojů (1m3/hod).

Následně a v dnešních dnech jsou filtry analyzovány v CLI Evou Chalupníčkovou.

V polovině října proběhne jejich prezentace a vyhodnocení v rámci ACTRIS NA3.

Do té doby zůstávání v očekávání výsledků – Stálo to všechno za to?

Page 31: Monitoring elementárního a organického uhlíku na ......(2011-2015) bylo a je zlepšení monitorování (chemických, fyzikálních a optických) vlastností aerosolů v rámci

Zdroje:

M. Váňa, A. Holubová Šmejkalová, E. Chalupníčková, J. Čech, J. Schwarz - Black carbon in the atmosphere and consequences for the global climate; site-based measurements at IM Observatory Kosetice

Cavalli, F., Viana, M., Yttri, K-.E., Genberg, J., Putaud, J-P. (2010) PAtmos.Meas. Tech., 3, 79-89.

Cavalli, F., J., Putaud, J-P. (2011) The EUSAAR carbonaceous aerosol phenomenology. presentation on EUSAAR Symposium, Grenoble.

Děkuji za pozornost.