Sensorit ulkoilman hiukkaspitoisuuksien seurannassa. Topi Rönkkö. Ilmanlaadun tutkimusseminaari

Transkriptio

1 Sensorit ulkoilman hiukkaspitoisuuksien seurannassa Topi Rönkkö Ilmanlaadun tutkimusseminaari

2 Järvinen, A., Kuuluvainen, H., Niemi, J.V., Saari, S., Dal Maso, M., Pirjola, L.,Hillamo, R., Janka, K., Keskinen, J., Rönkkö, T. (215) Monitoring urban air quality with a diffusion charger based electrical particle sensor. Urban Climate, 14, Alustavia tuloksia INKA-ILMA EAKR hankkeesta (Kuuluvainen, H., et al)

3 Sisältö Liikenneympäristön hiukkasista Kokemuksia PPS-M-hiukkassensorista Hiukkassensoreiden vertailumittauksia laboratoriossa ja katukuiluympäristössä Sensorityyppisillä mittauksilla tietoa hiukkasten leviämisestä Topi Rönkkö

4 Pienet hiukkaset dominoivat hiukkasten lukumääräpitoisuutta Keuhkoihin deposoituvan hiukkasten pinta-alan kannalta tärkeä hiukkaskoko on 1 nm Hiukkasmassapitoisuutta dominoivat isot hiukkaset, joita on lukumäärällisesti vähän Kuuluvainen et al., 216 Topi Rönkkö

5 Lähde et al., 214 Topi Rönkkö

6 Liikenteen hiukkaspäästö sisältää monenlaisia hiukkasia Rönkkö et al., 214 Kuuluvainen et al., in prep. Katso esim. Karjalainen et al. 216 Topi Rönkkö

7 Pegasor PPS-M Toiminta perustuu diffuusiovaraajaan ja hiukkasten sähköiseen detektioon Suunniteltu alunperin pakokaasumittauksiin Järvinen et al

8 Esimerkkejä PPS-M -mittausten paikoista Asuinalueita pääkaupunkiseudulla (Kattilalaakso ja Lintuvaara) Tienvarsiympäristö (Kehä I), Helsinki Mobiilimittauksia Helsingin keskustassa Nuuskija-autolla CRAES, Peking Tampereen liikenneympäristöt National Land Survey of Finland Helsinki Region Environmental Services Authority Dal Maso et al. 216, Järvinen et al

9 Pitoisuuksia asuinalueella helmikuussa 212 Anturin mittaama data PPS current (fa) ELPI:n raakadata ELPI total current (fa) PM2.5 -pitoisuudet PM 2.5 ( g/m 3 ) 5 NO X -pitoisuudet NO ( g/m 3 ) 4 2 NO 2 ( g/m 3 ) 5 16/2 18/2 2/2 22/2 24/2 26/2 28/2 Date Järvinen et al. 215

10 Tienvarren hiukkaspitoisuuksia Anturin mittaama data Current (fa) PPS LDSA ( m 2 /cm 3 ) 4 2 NSAM Total current (fa) 5 ELPI N (1/cm 3 ) 5 x 15 CPC PM 2.5 ( g/m 3 ) 5 PM 2.5 NO 2 ( g/m 3 ) 15 1 NO /1 25/1 6 25/ / /1 Date Järvinen et al

11 Sensorimittaus vs. PM2.5 Asuinalue Tienvarsiympäristö PPS current (fa) (A) low high y=13*x (B) y=3*x 2 y=7.*x PM 2.5 ( g/m 3 ) PM 2.5 ( g/m 3 ) Järvinen et al

12 Sensorimittaus vs. keuhkodeposoituva hiukkaspinta-alapitoisuus Tienvarsiympäristö Mobiililaboratoriomittaukset (A) (B) PPS current (fa) y=6.*x NSAM LDSA ( m 2 /cm 3 ) y=4.5*x NSAM LDSA ( m 2 /cm 3 ) Järvinen et al

13 Hiukkassensoreiden vertailumittauksia laboratoriossa

14 Hiukkassensoreiden vertailumittauksia liikenneympäristössä

15 Hiukkassensorit lennokissa Mittauksissa TTY, FMI, HSY ja Aeromon Oy

16

17 Yhteenveto Tarkka tieto ilman hiukkaspitoisuuksista vaatii paljon mittauksia Sensoreita voidaan käyttää ilmanlaadun mittauksia täydentävinä laitteina Useiden nykyisten sensorityyppisten laitteiden toiminta luotettavaa ja toistettavaa Kehitettäviä ja varmisteltavia asioita silti paljon Säänkesto, koko, sähkönkulutus, vertailtavuus, näytteenoton vaikutus, hiukkaskokoalue, hinta, tulosten hyödyntäminen ilmanlaatumalleissa ja - ennusteissa

18 Kiitos mielenkiinnosta! INKA-ILMA EAKR hankkeeseen ovat osallistuneet THL, Tampereen teknillinen yliopisto / Aerosolifysiikka, Ilmatieteen laitos, VTT, Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY), Pegasor Oy, Dekati Oy, Trelab Oy, Nordic Envicon Oy, Vallox Oy, Suomen Terveysilma Oy, Genano Oy, ja Sandbox Oy, Tampereen kaupunki ja Kuopion kaupunki. Edellisten lisäksi tutkimukseen ovat osallistuneet Metropolia amk (MMEA hanke) ja Aeromon Oy. Tutkimuksen pääasiallisia rahoittajia ovat olleet Tekes ja em. yritykset

19 Kirjallisuusviitteet Dal Maso, M., Gao, J., Järvinen, A., Li, H., Luo, D., Janka, K., Rönkkö, T. (216) Improving Urban Air Quality Measurements by a Diffusion Charger Based Electrical Particle Sensors A Field Study in Beijing, China. Aerosol and Air Quality Research, in press, doi: 1.429/aaqr Järvinen, A., Kuuluvainen, H., Niemi, J.V., Saari, S., Dal Maso, M., Pirjola, L.,Hillamo, R., Janka, K., Keskinen, J., Rönkkö, T. (215) Monitoring urban air quality with a diffusion charger based electrical particle sensor. Urban Climate, 14, Karjalainen, P., Timonen, H., Saukko, E., Kuuluvainen, H., Saarikoski, S., Aakko-Saksa, P., Murtonen, T., Bloss, M., Dal Maso, M., Simonen, P., Ahlberg, E., Svenningsson, B., Brune, W.H., Hillamo, R., Keskinen, J., Rönkkö, T. (216) Time-resolved characterization of primary particle emissions and secondary particle formation from a modern gasoline passenger car. Atmos. Chem Phys., 16 (13), pp , doi: /acp Kuuluvainen, H., Rönkkö, T., Järvinen, A., Saari, S., Karjalainen, P., Lähde, T., Pirjola, L., Niemi, J.V., Hillamo, R., Keskinen, J. (216) Lung deposited surface area size distributions of particulate matter in different urban areas. Atmos. Environ., 136, pp , doi: 1.116/j.atmosenv Lähde, T., Niemi, J.V., Kousa, A., Rönkkö, T., Karjalainen, P., Keskinen, J., Frey, A., Hillamo, R., Pirjola, L. (214) Mobile particle and NOx emission characterization at Helsinki Downtown: Comparison of different traffic flow areas. Aerosol and Air Quality Research, 14, Rönkkö, T., Pirjola, L., Ntziachristos, L., Heikkilä, J., Karjalainen, P., Hillamo, R., Keskinen, J. (214). Vehicle engines produce exhaust nanoparticles even when not fueled. Environmental Science and Technology, 48,