Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9158
Title: The impact of isoprene and methacrolein chemistry on air quality in Europe
Authors: Hasa, Erion
Keywords: Air pollution
Isoprene
Keywords (translated): Ατμοσφαιρική ρύπανση
Ισοπρένιο
Φυσική βλάστηση
Abstract: Isoprene is the most important biogenic chemical species in the atmosphere. It affects tropospheric ozone and it is a precursor of secondary organic aerosol (SOA). The present study evaluates the new isoprene and methacrolein chemistry proposed by Peeters et al. (2009), Peeters and Muller (2010), and Crounse et al. (2012) over Europe. The new mechanism suggests that unimolecular isomerization and decomposition of the isoprene and methacrolein peroxy radicals takes place under low NOx and high isoprene concentrations. A three – dimensional chemical transport model (CTM), PMCAMx, is used to examine the impact of the modified chemical mechanism on the concentrations of hydroxyl radical (OH), ozone, secondary organic aerosol and formaldehyde (HCHO). The new chemical mechanism has considerable impact on predicted OH concentrations. The maximum increase of OH concentration was about 20% in northern Europe (Sweden and Finland) and the maximum decrease was about 30% over Italy. In Russia and Belarus, the predicted monthly average biogenic secondary organic aerosol (bSOA) concentration decreased by 0.2 μg m-3 due to the new chemical mechanism. Moreover, in Italy, Germany, Portugal, and Spain the mean bSOA concentrations increased around 0.2 μg m-3. The average ozone concentrations, over most of Europe remained practically the same. The resulting changes were less than 10%. Formaldehyde is an important product of the oxidation of isoprene by OH. The maximum increase in the average concentrations of HCHO was 0.35 ppb over Russia. However, in the Po Valley (Italy) the mean concentration values of HCHO declined slightly (~0.1 ppb). Hence, the simulation with the new chemical mechanism predicts similar average ozone (O3) concentrations, and increased OH, HCHO, and biogenic SOA concentrations.
Abstract (translated): Η φυσική βλάστηση εκπέμπει μια σειρά από οργανικές ενώσεις στην ατμόσφαιρα. Παρόλο που οι ενώσεις αυτές έχουν όμορφο άρωμα, έχουν τουλάχιστον ένα διπλό δεσμό με αποτέλεσμα να είναι ιδιαίτερα δραστικές. Λόγω του ότι ο χρόνος ζωής τους στην ατμόσφαιρα είναι σχετικά μικρός οι συγκεντρώσεις τους μακριά από τα δένδρα ελαττώνεται σημαντικά. Υπάρχουν εκατοντάδες βιογενείς οργανικές ενώσεις στην ατμόσφαιρα με την πιο σημαντική το ισοπρένιο. Οι εκπομπές του ισοπρενίου κυμαίνονται από 410 – 610 Τg/yr. Το ισοπρένιο αντιδρά στην ατμόσφαιρα κυρίως με την ελεύθερη ρίζα του υδροξυλίου (OH) ξεκινώντας μια περίπλοκη σειρά αντιδράσεων η οποία σε σημαντικό βαθμό αναγεννά το ΟΗ. Στην συγκεκριμένη εργασία προσπαθούμε να βελτιώσουμε τον μηχανισμό της αέριας χημείας που χρησιμοποιεί το τρισδιάστατο μοντέλο χημικής μεταφοράς PMCAMx για να προσομοιώσουμε καλύτερα την ατμοσφαιρική χημεία των βιογενών ενώσεων. Το μοντέλο αναπαράγει ικανοποιητικά τις συγκεντρώσεις του υδροξυλίου σε περιοχές με υψηλές συγκεντρώσεις ΝΟx και χαμηλές συγκεντρώσεις ισοπρενίου. Όμως στις περιοχές που υπάρχουν χαμηλές συγκεντρώσεις NOx και υψηλές συγκεντρώσεις ισοπρενίου αντιμετωπίζει προβλήματα. Στον υπάρχοντα μηχανισμό (SAPRC99) προσθέτουμε όλες εκείνες τις αντιδράσεις που έχουν προταθεί πρόσφατα μετά από πειραματικές μελέτες. Το βελτιωμένο μοντέλο εφαρμόζεται στην Ευρώπη και οι προβλέψεις του συγκρίνονται με διαθέσιμες μετρήσεις καθώς και προβλέψεις του μοντέλου χωρίς εκπομπές βιογενών οργανικών ενώσεων. Με σύγκριση αυτών των προσομοιώσεων ποσοτικοποιούμε την συνεισφορά των βιογενών οργανικών ενώσεων τόσο στην παραγωγή όζοντος όσο και δευτερογενών οργανικών σωματιδίων. Η ανάλυση γίνεται για όλη την Ευρώπη με έμφαση στον Ελλαδικό χώρο.
Appears in Collections:Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Hasa(chem_eng).pdf7.07 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.