Determination of the sources and scavenging coefficients of atmospheric particles


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen - Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: MIR BAHA UD DIN

Danışman: BÜLENT OKTAY AKKOYUNLU

Özet:

ATMOSFERİK PARÇACIKLARIN KAYNAKLARININ VE TEMİZLENME KATSAYILARININ BELİRLENMESİ Atmosferik parçacıkların bulut altı temizlenme mekanizma ile verimli bir şekilde atmosferden ayrılması bilinmektedir. İstanbulda bu mekanizmayi incelemek amacıyla Eylül 2015 ile Şubat 2016 aylar arası yaş birikim örnekleri toplanmıştır. Ayrıca atmosferik parçacık örnekleri de alınmıştır. Yağmur suyundeki hacım ağırlıklı ortalama pH (VWM-pH) değeri 7.09 olarak gözlenmiştir. Yağmur su ve parçacık örneklerindeki sodyum (Na), potasyum (K), magnezyum (Mg) kalsiyum (Ca) alüminyum (Al), bakır (Cu), mangan (Mn) ve demir (Fe) konsatrasyonu İndüktif Eşleşmiş Plazma Optik Emisyon Spektometresi (ICP-OES) ile analiz adilmiştir. Yağmur suyunda en yüksek konsantrasyonu kalsiyum için 4,62ppm olarak ve sodyum için 3,92ppm olarak gösterirken parçacıklarda ise demir 0,35ppm ile en yüksek konsantrasyon göstermiştir. Pearson korelasyon katsayısı elementlerin ortak kaynakları bulmak amacıyla kullanılmiştir. Deniz ve toprağa göre zenginleştirme faktöru (EF), non-sea salt (NSS) değerleri ve non-sea salt fraksyonları (NSSF) da hesaplanmiştir. Elementlerin temizlenme özelliklerini incelemek için temizlenme katsayılar ve temizlenme oranları her yağmur olay için ayrı ayrı hesaplanmiştir. Elementlerin her yağmur olay için temizlenme özelliklerinde değişim gösterdiğini gözlenmiştir. Son olarak İstanbul’un yağmur suyun kimyasını etkileyen hava kütleleri ve bulutların kaynakları belirlemek için HYSPLIT geri yörünge hareketleri her yağmur olay içn hesaplanmiştir. Anahtar kelimeler: Yaş birikim, Yağmur suyu, Zenginleştirme Faktörü, Temizlenme oranı, Temizlenme Katsayısı, Partikül madde ABSTRACT DETERMINATION OF THE SOURCES AND SCAVENGING COEFFICIENTS OF ATMOSPHERIC PARTICLES The atmospheric particles are known to be efficiently scavenged by below cloud wet deposition. To study this process in Istanbul, we collected sequential wet deposition samples for the period September 2015 to February 2016. Particulate matter samples (PM2.5) were also collected. The volume weighted mean pH (VWM-pH) value for the rain water samples were observed to be 7.09. The concentration of the elements; sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), aluminum (Al), copper (Cu), manganese (Mn) and iron (Fe) were analyzed with Inductively Coupled Plasma- Optical Emissions Spectrometer (ICP-OES) for both rain and aerosols samples. Ca and Na showed the highest concentrations 4.62ppm and 3.92 in rainwater and Fe showed the highest concentration of 0.35ppm for PM2.5 samples. Pearson’s correlation coefficient were analyzed to find out the common sources of the elements. The enrichment factor (EF) values relative to sea and soil were also calculated and the non-sea salt (NSS) values and non-sea salt fractions were also obtained. The scavenging ratios and scavenging coefficients were calculated to observe the scavenging properties of the individual elements. The scavenging ratios and scavenging coefficients were calculated for each rain evet separately. It was observed that the elements showed variation in scavenging properties for each rain event. HYSPLIT backward trajectory models were obtained for every rain event to find out the sources of the air masses and clouds influencing the rainwater chemistry of Istanbul. Keywords: Wet deposition, Rainwater, Enrichment Factor, Scavenging Ratio, Scavenging Coefficient, Particulate Matter