Porozumění variabilitě rozptylu světla na částicích a početní koncentrace částic aerosolu v PM1 velikostní frakci na příměstské lokalitě ATOLL v severní Francii
Vliv aerosolových částic velikostní frakce PM1 (částice menší než 1 µm) na klima je mnohostranný. Černý uhlík, který se vyskytuje téměř výhradně ve frakci aerosolu PM1, nejúčinněji absorbuje světlo a přispívá k lokálnímu oteplování atmosféry. Naopak sírany v aerosolu a sekundární organické aerosoly mají převážně ochlazující účinek, protože účinně rozptylují viditelné světlo. Kromě toho bylo zjištěno, že na částicích PM1 v atmosféře ochotně kondenzuje voda a proto slouží jako vysoce účinná kondenzační jádra oblačných kapek, čímž zvyšují odrazivost mraků a prodlužují jejich životnost, čímž podporují další ochlazování vyvolané aerosolovými částicemi. Potenciální zdravotní důsledky částic PM1 jsou obzvláště diskutovány vzhledem k jejich schopnosti pronikat hluboko do plic a vstupovat do krevního oběhu (u částic <0.1 μm), s čímž jsou spojena rizika včetně kardiovaskulárních, plicních, karcinogenních a zánětlivých onemocnění. Kromě toho mají tyto částice potenciál obsahovat značné množství potenciálně toxických sloučenin vzhledem k vysokému poměru jejich povrchu k objemu a směs těchto sloučenin není často dobře známa, což dále zvyšuje riziko expozice těmito částicemi. Rozšířené používání technik měření optických vlastností aerosolů (zejména rozptyl světla na aerosolech) však nemusí být dostatečně účinné pro detekci všech částic ve frakci PM1, zejména pokud jde o jejich početní koncentraci, protože částice o průměru pod 100 nanometrů s viditelným světlem prakticky neinteragují.
Cílem této studie bylo pozorování časových změn rozptylu světla na aerosolu a početní koncentrace částic (PNC) v různých velikostních třídách ve frakci PM1 na atmosférické lokalitě ATOLL v Lille ve Francii (leden 2018 až únor 2023). Naše pozorování odhalila statisticky významný pokles celkového koeficientu rozptylu σsp, přičemž k nejvyšší míře poklesu došlo v letním období. Přestože koeficient zpětného rozptylu σbsp prodělal v zimě výrazný pokles, celková hodnota zůstala nezměněna, což svědčí o relativním posílení ochlazujícího účinku aerosolů na lokalitě. Pokles celkového rozptylu na aerosolech naznačuje snížení hmotnostní koncentrace aerosolů na lokalitě. Naopak početní koncentrace částic vykazovala výrazný nárůst ve velikostních frakcích 20-30 nm a 30-60 nm, což vedlo k celkovému zvýšení početní koncentrace PM1 (zejména v jarním období). Rostoucí trend byl ovlivněn jak dopravou a fotochemickou oxidací plynných prekurzorů, tak tvorbou nových částic, což podtrhuje potřebu komplexnějšího zkoumání početní koncentrace částic s jejich velikostí distribucí pro posouzení kvality ovzduší a zdravotních účinků kvůli zvýšenému množství ultrajemných částic v městských/příměstských lokalitách v Evropě.
- Suchánková L.*, Crumeyrolle S., Bourianne E., Prokeš R., Holoubek I., Ždímal V., Chiapello I.: An insight into recent PM1 aerosol light scattering properties and particle number concentration variabilities at the suburban site ATOLL in Northern France. Sci. Total Environ. 2025, 959(January 10), 178190. doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.178190