Chemical compositions of atmospheric particulate matter during differences air quality conditions in each month

องค์ประกอบทางเคมีของอนุภาคในบรรยากาศระหว่างสภาวะคุณภาพอากาศที่ต่างกันในแต่ละเดือน

Name: Bongkoch Kaewmuang

LCSH: Air quality

LCSH: Dust

Abstract: Ambient Particulate Matter (PM) can vary in size, shape, charge, and composition, as influenced by the surrounding environment, season, and even time of day. In addition to the complex composition of atmospheric aerosol particles, there are extremely active and highly reactive transient free radicals, such as hydroxyl radicals (•OH) and superoxide radicals (O2•–), and persistent free radicals (PFRs). Persistent free radicals (PFRs) are extremely active and highly reactive transients. PFRs which also exist for several days, months, and even many years, accompanied by the existence of particles of different sizes and interrelated with the chemical composition of aerosols, are regarded as an emerging environmentally harmful substance. The present study collected samples using Personal Environmental Monitors at Chia Nan University of Pharmacy and Science, Tainan, Taiwan, to examine the free radicals and chemical composition of aerosols. The sampling was conducted during the winter from January 25th to February 9th, 2022, summer from June 30th to July 11th, 2022, and early winter from November 21st to November 30th, 2022. Samples were collected twice per day, during the daytime and nighttime. It was found that the average concentrations of persistent free radicals of PM10 at nighttime are more than at daytime. Across the three seasons, in early winter, the highest average concentrations of persistent free radicals were 16.70 ± 8.13 ×1014 spins/m3 in PM10 and 7.72 ± 1.19 ×1014 spins/m3 in PM2.5. Persistent free was 14.71 ± 7.13 ×1014 spins/m3 in PM10 and 12.13 ± 4.47 ×1014 spins/m3 in PM2.5, and the lowest average concentrations of persistent free found in summer were 9.58 ± 3.51 ×1014 spins/m3in PM10 and 8.11 ± 4.77 ×1014 spins/m3 in PM2.5. The relationship between PFRs and NH4+, nss-K+, nss-NO3-, nss-SO42-, and PO43- was found in water-soluble ions. An association was found between PFRs and formate, glutarate, maleate, fumarate, oxalate, and phthalate in carboxylate. An association was also found between PFRs and myo-inositol, erythritol, levoglucosan, and mannitol in saccharides. This indicates the source from the mixture of inorganic salts from burning fossil fuels that burn coal Vehicle exhaust from traffic from thermolysis of cellulose during the combustion activity of plants and from pyrolysis of hemicellulose. The ratio was also found to OC/EC is proposed as a potential marker to distinguish between fossil and non-fossil fuel sources. The A/F ratio was also found to be a good indicator of differentiation from sources obtained from in situ emission or from in situ synthesis through photochemical processes. The ratio of malonate to succinate was also observed, indicating that photochemical reactions are the main source of aerosol production in the atmosphere or traffic emissions are the main sources of aerosol production in the atmosphere. The main sources of PM in this study were fossil fuel combustion, in situ photochemical synthesis, and traffic emissions. The levels of PFRs exhibit a marked seasonal variation, with elevated concentrations observed during the winter months. The highest concentrations of these pollutants are typically observed in the early winter period, suggesting an association with increased combustion activities. Biomass burning is recognized as a major contributor to air pollution, which in turn poses significant health risks to human populations. The findings of this study underscore the elevated levels of air pollution associated with biomass combustion during the early winter and winter months, as compared to the summer season.

Abstract: ฝุ่นละอองในบรรยากาศ (PM) อาจแตกต่างกันทั้งในขนาด รูปร่าง ประจุ และองค์ประกอบ โดยได้รับอิทธิพลจากสภาพแวดล้อม ฤดูกาล หรือแม้แต่ช่วงเวลาของวัน นอกเหนือจากองค์ประกอบที่ซับซ้อนของอนุภาคละอองลอยในชั้นบรรยากาศแล้ว ยังมีอนุมูลอิสระชั่วคราวที่มีปฏิกิริยาสูงและมีว่องไวในการทำปฏิกิริยา เช่น อนุมูลไฮดรอกซิล (•OH) และอนุมูลซุปเปอร์ออกไซด์ (O2•–) และอนุมูลอิสระถาวร (PFRs) PFRs เป็นสารชั่วคราวที่มีปฏิกิริยาสูงและมีความว่องไวในการทำปฏิกิริยา PFR สามารถมีอายุอยู่เป็นเวลาหลายวัน เดือน หรือแม้กระทั่งหลายปี ประกอบกับการมีอยู่ของอนุภาคขนาดต่างๆ ทั้งนี้ยังมีความสัมพันธ์กับองค์ประกอบทางเคมีของละอองลอย ถือเป็นสารที่มีอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นใหม่ การศึกษาครั้งนี้ได้รวบรวมตัวอย่างโดยใช้เครื่องติดตามสิ่งแวดล้อมส่วนบุคคลที่ Chia Nan University of Pharmacy and Science เมืองไถหนาน ประเทศไต้หวัน เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของละอองลอย โดยสุ่มตัวอย่างในช่วงฤดูหนาวตั้งแต่วันที่ 25 มกราคม ถึงวันที่ 9 กุมภาพันธ์ 2565 ฤดูร้อน ตั้งแต่วันที่ 30 มิถุนายน ถึงวันที่ 11 กรกฎาคม 2565 และต้นฤดูหนาวตั้งแต่วันที่ 21 พฤศจิกายน ถึงวันที่ 30 พฤศจิกายน 2565 เก็บตัวอย่างวันละ 2 ครั้ง ในเวลากลางวันและกลางคืน พบว่าความเข้มข้นเฉลี่ยของ PFRs PM10 ในเวลากลางคืนมีความเข้มข้นมากกว่าตอนกลางวัน ตลอดสามฤดูกาล ในช่วงต้นฤดูหนาว ความเข้มข้นเฉลี่ยสูงสุดของ PFRs อยู่ที่ 16.70 ± 8.13 ×1014 spins/m3 ใน PM10 และ 7.72 ± 1.19 ×1014 spins/m3 ใน PM2.5 PFRs คือ 14.71 ± 7.13 ×1014 spins/m3 ใน PM10 และ 12.13 ± 4.47 ×1014 spins/m3 ใน PM2.5 และความเข้มข้นเฉลี่ยต่ำสุดของ PFRs ที่พบในฤดูร้อนคือ 9.58 ± 3.51 ×1014 spins/m3 ใน PM10 และ 8.11 ± 4.77 ×1014 spins/m3 ใน PM2.5 พบความสัมพันธ์ระหว่าง PFRs และ NH4+, nss-K+, nss-NO3-, nss-SO42- และ PO43- ในไอออนที่ละลายน้ำได้ พบความสัมพันธ์ระหว่าง PFRs กับฟอร์เมต, กลูตาเรต, มาเลเอต, ฟูมาเรต, ออกซาเลต และพทาเลทในคาร์บอกซีเลท นอกจากนี้ยังพบความสัมพันธ์ระหว่าง PFRs กับไมอิโนซิทอล อิริทริทอล เลโวกลูโคซาน และแมนนิทอลในแซ็กคาไรด์ ซึ่งบ่งชี้แหล่งที่มาจากส่วนผสมของเกลืออนินทรีย์, จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลที่เผาถ่านหิน, ไอเสียรถยนต์จากการขนส่ง, จากเทอร์โมไลซิสของเซลลูโลสระหว่างการเผาไหม้ของพืช และจากไพโรไลซิสของเฮมิเซลลูโลส พบว่าอัตราส่วนดังกล่าวต่อ OC/EC ถูกเสนอเป็นเครื่องหมายที่มีศักยภาพในการแยกแยะระหว่างแหล่งเชื้อเพลิงฟอสซิลและไม่ใช่ฟอสซิล นอกจากนี้ อัตราส่วน A/F ยังพบว่าเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของความแตกต่างจากแหล่งที่มาที่ได้รับจากการปล่อย ในแหล่งกำเนิด หรือจากการสังเคราะห์ในแหล่งกำเนิด ผ่านกระบวนการโฟโตเคมีคอล นอกจากนี้ยังสังเกตอัตราส่วนของมาโลเนตต่อซัคซิเนทด้วย ซึ่งบ่งชี้ว่าปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอลเป็นแหล่งหลักของการผลิตละอองลอยในชั้นบรรยากาศ หรือการปล่อยมลพิษจากการจราจรเป็นแหล่งหลักของการผลิตละอองลอยในบรรยากาศ แหล่งที่มาหลักของ PM ในการศึกษานี้คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล การสังเคราะห์โฟโตเคมีคอลในแหล่งกำเนิด และการปล่อยมลพิษจากการจราจร ระดับของ PFRs แสดงการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลอย่างเห็นได้ชัด โดยมีความเข้มข้นสูงขึ้นที่สังเกตได้ในช่วงฤดูหนาว โดยทั่วไปความเข้มข้นสูงสุดของสารมลพิษเหล่านี้มักพบในช่วงต้นฤดูหนาว ซึ่งบ่งบอกถึงความเกี่ยวข้องกับกิจกรรมการเผาไหม้ที่เพิ่มขึ้น การเผาไหม้ชีวมวลได้รับการยอมรับว่าเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างมากต่อประชากรมนุษย์ ข้อค้นพบของการศึกษาครั้งนี้เน้นย้ำถึงระดับมลพิษทางอากาศที่สูงขึ้นซึ่งสัมพันธ์กับการเผาไหม้ของชีวมวลในช่วงต้นฤดูหนาวและฤดูหนาว เมื่อเทียบกับฤดูร้อน

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Khajornsak Sopajaree

Role: Advisor

Created: 2023

Modified: 2024-01-07

Issued: 2024-01-07

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

DegreeName: Master of Engineering

Level: Master's Degree

Descipline: Environmental Engineering

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	630631063.pdf	12.26 MB

ใช้เวลา

0.027343 วินาที