Lithuanian Journal of Physics article / Lietuvos fizikos žurnalo straipsnis

The identification of the pollution sources of incoming carbonaceous aerosols (total aerosol mass and PM_2.5) at the Preila environment background station (Lithuania) during a winter period (2008) using the stable carbon isotope ratio δ¹³C is presented. For air mass transport analysis the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectories (HYSPLIT) model was used. During the experiment the aerosol carbon isotopic δ¹³C ratio ranged from –24.0±v0.1 to –30.9±0.2^∘/_∘_∘. The measurement data of the total aerosol mass particle δ¹³C values had not shown a significant variation and did not depend on the air mass transport directions. The mean δ¹³C value of these aerosol particles was –25.5±0.7^∘/_∘_∘. It can be attributed to the local aerosol particle origin and it is of the same order as that of marine aerosol PM_2.5 δ¹³C values. The δ¹³C values for the aerosol particles PM_2.5 transported from longer distances depended on the air mass transport directions. The mean value of δ¹³C (–30.9±0.2^∘/_∘_∘) of aerosol particles in the continental air masses of the eastern direction was lower than that of aerosol particles in relatively clear marine air masses of the western direction (–24.0±0.1 to –25.4±0.3^∘/_∘_∘). In the cases of other air mass transport events, samples (PM_2.5) collected at the Preila site were a mix of aerosol particles from the marine environment and anthropogenic (fossil fuel combustion products) pollution sources.

Pateikti stabilių izotopų santykio δ¹³C kaitos eksperimentiniai duomenys atmosferos aerozolio dalelių bandiniuose, surinktuose Preilos aplinkos tyrimų stotyje 2008 m. Darbo tikslas buvo matuojant stabilios anglies izotopų santykius identifikuoti aerozolio dalelių šaltinius, priklausomai nuo atnešamų oro masių kilmės. Anglies izotopų santykiai matuoti stabilių izotopų masių spektrometru „ThermoFinnigan Delta Plus Advantage“. Aerozolio dalelių pernaša oro masėmis analizuota naudojant 72 val. atgalines oro masių pernašos trajektorijas 1500, 500 ir 50 m virš žemės paviršiaus. Trajektorijos skaičiuotos NOAA AIR (National Oceanic and Atmospheric Administration, Air Resource Laboratory, JAV) HYSPLIT modelio metodika [10]. Eksperimento laikotarpiu aerozolio dalelėse anglies stabilių izotopų santykis δ¹³C kito nuo –24,0±0,1 iki –30,9±0,2^∘/_∘_∘. Bendroje aerozolio dalelių masėje išmatuota stabilių anglies izotopų santykio vidutinė vertė, kurią lėmė stambios vietinės kilmės dalelės, buvo –25,5±0,7^∘/_∘_∘. Atneštų iš tolimesnių vietovių <2,5 µm dydžio aerozolio dalelių δ¹³C santykiai skyrėsi priklausomai nuo oro masių pernašos krypties. Rytinės pernašos kontinentinėse oro masėse δ¹³C vidutinė vertė (–30,9±0,2^∘/_∘_∘) aerozolio dalelėse buvo mažesnė nei vakarų pernašos santykinai švarioje jūrinėje oro masėje (nuo –24,0±0,1 iki –25,4±0,3^∘/_∘_∘). Gauti rezultatai parodė, kad, vyraujant rytinei pernašai Preilos aplinkos tyrimų stotyje, dominavo antropogeninės kilmės anglies aerozolio dalelės. Nustatytos pietų krypčių pernašos kontinentinėse oro masėse aerozolio dalelių δ¹³C santykio vertės (nuo –26,1±0,1 iki –27,7±0,6^∘/_∘_∘) parodė, kad anglis aerozolio dalelėse yra iš įvairių šaltinių (biogeninių bei iškastinio kuro degimo produktų).