Projekt je bil sofinanciran s sredstvi Eurostars grant E!8296, ki ga koordinira Aerosol d.o.o. in z Inštitutom Paul Scherrer, PSI, kot znanstvenim partnerjem. Končni rezultat tega projekta je omogočil razvoj Total Carbon Analyzer TCA08 (analizator skupnega ogljika) in Carbonaceous Aerosol Speciation System CASS (sistem za ločevanje komponent ogljičnih aerosolov) in mnogih znanstvenih publikacij.
Aerosoli, trdni delci (tukaj uporabljeni kot sinonimi), so vroča tema v raziskavah o antropogenem vplivu na podnebje in vplivu na zdravje ljudi, zato imajo pomembne družbene vplive. Razvili smo instrument za merjenje, skoraj v realnem času, vsebnosti skupnega ogljika (TC) v masi trnih delcev (PM) v okolju za terensko in laboratorijsko uporabo brez potrebe po posebnih plinih. Ogljične frakcije prispevajo 20–90 % k trnim delcem v zraku (PM). Ogljične frakcije veljajo za veliko bolj strupene kot anorganske soli. Instrument hitro segreje vzorec delcev in s tem ustvari impulz produktov izgorevanja, ki se pretvorijo v CO2 in zaznajo kot veliko prehodno povečanje nad ravnjo CO2 v okolju. To izrecno odpravlja potrebo po posebnih nosilnih plinih ali predhodni obdelavi vzorca. Spreminjanje analitičnih parametrov ponuja dinamični razpon v več velikostnih redih, kar omogoča uporabo tako na oddaljenih lokacijah ali lokacijah v mestnih ozadjih kot tudi na močno onesnaženih lokacijah. To podpira alternativno metodo za ločevanje delcev, ki vsebujejo ogljik, na frakcije organskega ogljika (OC) v primerjavi z elementarnim ogljikom (EC), vendar meritev skupnega ogljika (TC) ni podvržena dvoumnosti določanja ločnice med OC in EC. Meritve črnega ogljika (BC) z optično absorpcijo z novim Aethalometrom AE33 in skupnega ogljika (TC) s popolnim zgorevanjem s TCA-08 je mogoče kalibrirati glede na temeljne analitske standardne materiale za TC (CEN/TR 16243). Za določitev deleža OC se uporablja razmerje OC = TC – BC. BC je povezan z EC, saj se obe analizi nanašata na isti vzorec in preučujeta različne lastnosti. Metodologija ponuja manj zapleteno zasnovo z manjšimi operativnimi zahtevami, zato je idealen kandidat za avtomatizirano uporabo za stalno spremljanje, ki jo je mogoče namestiti na terenu.
Predlagana alternativna metoda za ločevanje vzorcev ogljičnih aerosolov na organske in elementarne frakcije je enakovredna obstoječim termičnim metodam OC/EC. Obstoječe metode progresivnega segrevanja OC/EC trpijo zaradi artefaktov pirolize (zoglenevanja), ki so odvisni od vzorca, nestabilnosti od anorganskih spojin v vzorcu, zahtevajo natančno optično poravnavo, natančno merjenje in nadzor temperature ter uporabo kompleksne opreme, ki zahteva posebne nosilne pline (Cavalli 2010).
Naša predlagana alternativna metoda meri zlasti BC in na splošno ogljik, ki absorbira svetlobo, z optično absorpcijo, na primer z Aethalometrom AE33, in TC s TCA-08 s hitrim zgorevanjem celotnega vzorca. Meritev BC je mogoče povezati s fotometričnimi standardi, ki so natančno opredeljeni, in jo je mogoče povezati z EC z ustrezno medsebojno primerjavo in opredelitvijo. Meritev TC kvantificira celoten vzorec brez dvoumnosti poljubnega ločevanja in jo je mogoče umeriti glede na natančno stehtane analitične standardne materiale. Pomembno je, da predlagana metoda temelji na merjenju temeljnih fizikalnih/kemijskih lastnosti ogljičnih aerosolov, hkrati pa je zelo povezana s termooptičnimi metodami, kot so EUSAAR2, IMPROVE ali NIOSH (Cavalli 2010). Analizator ogljika v realnem času (TCA-08) je bil posebej zasnovan za delovanje v laboratoriju za analizo predhodno zbranih vzorcev ali pa se lahko isto analitsko ohišje opremi s pretočnim sistemom za neprekinjeno delovanje na terenu. Zgorevalna komora je zasnovana za praktično uporabo na terenu: enostaven dostop, servisiranje in vzdrževanje. V povezavi s podatki o črnem ogljiku (BC) iz Aethalometra ta funkcija analize dopolnjuje delovanje TCA-08. Obe meritvi sta združeni v vmesniku za poročanje o BC, TC, OC in EC. Vse to omogočajo inovativne programske funkcije Aethalometra AE33 (Eurostars E!4825).
TC-BC metoda odpravlja potrebo po posebnih plinih in visoki električni moči, saj instrument deluje le na okoliški zrak z nizko električno močjo (približno 500 W), ter odpravlja kompleksnost, število sestavnih delov in zahteve po vzdrževanju progresivnih grelnih enot, ki so trenutno na trgu. Kombinacija TC-BC se lahko uporablja za off-line laboratorijsko analizo predhodno zbranih vzorcev ali on-line za uporabo na terenu v realnem času.
Konzorcij:
Izdelki:
Total Carbon Analyzer TCA08
Carbonaceous Aerosol Speciation System CASS