Spatio-temporal distribution of atmospheric aerosol in urban and rural environment

Abstract

Air quality in Europe remains a significant environmental concern, affecting the health and quality of life of its population. While stationary network ambient air quality monitoring allows for the observation of main trends, it is not fully representative of personal exposure of citizens due to high spatio-temporal variability of atmospheric aerosol. Therefore, highly time-and- space resolved measurements with state-of-the-art instruments and methods are needed to observe the aerosol variability, dynamics, identify hot-spots, and pollution sources, which are necessary for successful targeted mitigation measures. This thesis addresses this gap focusing on the characterization of spatio-temporal distribution of atmospheric aerosol in inhabited environments. Novel mobile measurement systems were developed and employed to investigate diverse environments, including rural, urban and suburban area. Aerosol source-apportionment were conducted, and the toxicological effects associated with these environments were also investigated. A novel mobile measurement system was developed for personal exposure measurements and pollution mapping in urban and rural environments. The system was used to measure air quality in the Munich subway, revealing high aerosol dynamics with significantly higher concentrations of...

Kvalita ovzduší v Evropě zůstává významným problémem v oblasti životního prostředí, který ovlivňuje zdraví a kvalitu života obyvatel. Stacionární síť monitorování kvality venkovního ovzduší sice umožňuje sledovat hlavní trendy, ale vzhledem k vysoké časoprostorové proměnlivosti atmosférického aerosolu není plně reprezentativní pro osobní expozici občanů. Proto jsou zapotřebí měření s vysokým časovým a prostorovým rozlišením, která umožní sledovat jak dynamiku aerosolu, tak identifikovat horká místa a zdroje znečištění. To je nezbytný předpoklad pro úspěšná cílená opatření ke zlepšení kvality ovzduší. Práce se zaměřuje na charakterizaci časoprostorového rozložení atmosférického aerosolu v obydleném prostředí. Byly vyvinuty a použity nové systémy pro mobilní měření určené pro charakterizaci venkovských, městských a příměstských oblastí. Byly provedeny experimenty vedoucí k rozlišení zdrojů aerosolu a stanovení jeho toxikologických účinků. Byl vyvinut nový mobilní měřicí systém pro měření osobní expozice a mapování znečištění v městském a venkovském prostředí. Systém byl použit k měření kvality ovzduší v mnichovském metru a odhalil vysokou dynamiku aerosolů s výrazně vyššími koncentracemi především hrubých částic - především oxidů železa z kolejnic a otěrů kol - ve srovnání s okolním ovzduším (rukopis...