Academic CentreGaisa piesārņojuma operatīvo kontroles metožu izveide
Projekta vadītājs prof. A. Vīksna
1. Ozona rašanās, fotoķīmiskās reakcijas atmosfērā un noteikšanas metodes.
Projekta ietvaros izveidots pārskats par ozonu - tā labajām un kaitīgajām īpašībām, rašanos un sabrukšanu, tā pārvēršanos fotoķīmiskajās reakcijās piesārņotā atmosfērā. Sniegts pārskats par ozona koncentrācijas gaisā noteikšanas metodēm. Izveidots ozona sensors, kura jutības mehānisms balstīts uz metāla - oksīda pretestības izmaiņu ozona klātbūtnē un veikti ozona mērījumi darba vietās (skat. rezultātus, kuri iegūti LU kopētavā) Izveidota oriģināla elektroniska shēma metāla sensora temperatūras stabilizācijai, izmantojot sensora iekšējās pretestības dinamisku mērīšanu. Izveidota elektroniska ierīce ozona koncentrācijas (un apkārtējās vides temperatūras un relatīvā mitruma) noteikšanai. Izveidota programma mērījumu sensoru rezultātu pierakstīšanai.
Salīdzināšanai iegādāts pārnēsājamais ozona sensors 1108-SE3 Ozone Solutions, ASV (ar elektroķīmisko ozona koncentrācijas devēju) diapazoniem 0.01 - 10 ppm, darbināms ar bateriju (9 V) un pārnēsājamais ozona ģenerators sensoru kalibrācijas vajadzībām OG-3 EcoSensors, Kanāda (Ģenerē ozonu ar koncentrāciju 0.1 ppm).
Aparatūra pieejama LU Cietvielu fizikas institūtā, 212. laboratorijā (J. Kleperis, mob. 6436513).
Publikācijas:
1.Kleperis J. Ozons un tā ietekme uz cilvēku veselību. Publikācija žurnālā "DOCTUS", 2004. gada jūnija numurs.
2.Vorohobovs V., Kleperis J. Negative Resistance and Temperature Stabilisation of Small Objects. Iesniegts publicēšanai starptautiskā žurnālā "Transport and Telecommunication". Scientific & Research Journal, (English version).
3.Vorohobovs V., Kleperis J. Mazu objektu temperatūras stabilizācijas problēmas un risinājumi. Referāts LU CFI 20. zinātniskajā konferencē, Rīga, 2004.g. 16.-18. februāris, tēžu krājumā lpp 100.
Projekta ietvaros pieteiktie referāti (2005. gadam):
1. Janis Kleperis, Vladimirs Vorohobovs, Sandis Cesnieks, Arvids Vilde, Aivars Cesnieks Application of Ozone and Environmental Monitoring Methods in Grain Drying. Applied for International Scientific Conference "Agricultural engineering problems", Jelgava, Latvia, June 2 - 3, 2005.
2. Vladimirs Vorohobovs, Janis Kleperis. Sensori ozona koncentrācijas mērījumiem un pielietojumi. Pieteikts LU CFI 21. zinātniskajai konferencei, Rīga, 2005.g. 9.-11. februāris.
3. Jūlija Hodakovska, Jānis Kleperis. Sensoru atjaunošanas laika samazināšanās iespēju pētījumi. Pieteikts LU CFI 21. zinātniskajai konferencei, Rīga, 2005.g. 9.-11. februāris.
2. Atmosfēras aerosolu sastāvs un to sastāva kontroles metodes
Cilvēku veselībai visbīstamākā ir aerosolu frakcija ar aerodinamiskiem diametriem mazākiem par PM2.5 m (skat. 1. attēlu). Tai pieskaitāmi arī lielākā daļa tā sauktās melnās ogles aerosoli. Bīstamākās smalkās kvēpu - melnās ogles daļiņas ražo autotransports, kā arī visāda veida iekārtas, kurās tiek dedzināts mazuts, akmeņogles, kūdra, cits krāšņu kurināmais, degviela apgaismošanai u.c. Ķīmiski nesadegošā kurināmā daudzums atkarībā no svārstīgā dedzināšanas režīma var pārsniegt pat 2%. Projekta izpildes laikā ir izveidotas vienkāršas iekārtas melnās ogles ievākšanai no pilsētas atmosfēras, no automašīnu izplūdes gāzēm (skat. 2. attēlu) un iekārta dažādas degvielas dedzināšanai un melnās ogles paraugu ievākšanai modulētos eksperimentos (skat. 3. attēlu), pie tam aerosoli ar ciklona palīdzību tiek sadalīti divās frakcijās: frakcijā, kuru daļiņas ir virs 1,0 m diametrā un frakcijā zem 1,0 m diametrā.
Iekārtas pieejamas LU Ķīmijas fakultātē Analītiskās ķīmijas katedrā (A. Vīksna, mob. 6400965).
Melnās ogles ievākto paraugu (4. attēls) ķīmiskais sastāvs tika pētīts ar atomabsorbciometrijas, stripingpotenciometrijas, rentgenfluorescences u.c. metodēm. Iegūtie rezultāti parādīja, ka pilsētas atmosfērā, automašīnu izplūdes gāzēs, kā arī degvielu dedzināšanas modeļeksperimentos iegūtās melnās ogles paraugi atšķiras gan pēc nomelnējuma pakāpes, gan arī pēc smago metālisko elementu satura. Sagatavots pārskats par kvēpu situāciju Rīgas ielās. Rudens atmosfēras aerosolos atkarībā no dienas stundas un laika apstākļiem svina koncentrācija K.Valdemāra un A. Briāna ielu krustojumā svārstās 24 - 220 ng/m3 gaisa, vara koncentrācija - 30 - 80 ng/m3 un kadmija tikai - 1 - 9 ng/m3 gaisa. Vairāk smago metālisko elementu rodas no dīzeļdegvielas dūmgāzēm, tajās Cd ir 10 reizes vairāk, nekā benzīnā, bet Pb 4 reizes vairāk kā benzīnā. Daļa ievākto aerosolu paraugu ir nodoti Dānijas Karaliskās Veterinārijas un Lauksaimniecības Universitātes Matemātikas un fizikas nodaļā (Dr. Jens Laursen), kur patreiz tiek veikti pētījumi ar rentgenflorescences metodi. Par iegūtiem rezultātiem tiek gatavota publikācija LZA Ķīmijas žurnālam.
Publikācijas:
1. Jorgensen N., Holm P.E., Laursen J., Viksna A., Pind N. EDXRF Multi-elemental Mapping of Heavy Metal Containing Pesticide Residues on Formen Horticultural Soil. Environmental International, 2005, 31, 43-52.
2. Viksna A., Selin Lindgren E., StandzenieksP., Jacobsson J. EDXRF and TXRF analysis of elemental size distributions and environmental mobility of airborne particles in the city of Riga, Latvia. X-ray Spectrometry, 2004, 33, 414-420.
3. S. Blumberga, A. Vīksna, J. Kleperis. Air Quality and PM 10 Concentrations in Riga on 2003. Abstracts of International Conference "EcoBalt "2004", Riga (Latvia), May 6-7, 2004, p. 70. S.
4. A.Viksna, J. Laursen, N. Jorgensen, S. Chimidza. Comparison of Different X-Ray Fluorescence Analysis Methods of Total Elment Content in Soil. Abstracts of International Conference "EcoBalt "2004", Riga (Latvia), May 6-7, 2004, p. 94-95.
5. A.Osite, A. Viksna, J. Katkevich. Quantification of Black Carbon in Airborne Particles. Abstracts of International Conference "EcoBalt "2004", Riga (Latvia), May 6-7, 2004, p. 102.
6. J. Kleperis, E. Zavickis. Air Quality Index - Example from Riga. Abstracts of International Conference "EcoBalt "2004", Riga (Latvia), May 6-7, 2004, p. 27-28.
7. Viksna A., Laursen J., Jorgensen N., Osite A., Chimidza S. Comparison of Different XRF Methods of Soil Analysis. Abstract Book of International Symposium "Analytical Forum 2004", 4-8 July, 2004, Warsaw, Poland, p.206.
8. Osite A., Viksna A., Katkevich J. Optimisation of determination of Cd, Pb and Cu by stripping potentiometry. Abstract book of European Congress of Young Chemists "YoungChem 2004", 13-17 October, 2004, Jurata, Poland, p.53.
Projekta ietvaros pieteiktie referāti (2005. gadam):
1. Osīte A., Katkēvičs J., Vīksna A. Modeļeksperimenti autotransporta izplūdes gāzu radītā piesārņojuma izpētē. 63 Latvijas Universitātes konference, 2005.g. janvāris-aprīlis, Rīga, 50.lpp.
2. Tiks sagatavoti vismaz divi referāti Starptautiskai konferencei "EcoBalt 2005", kura notiks šī gada maijā (tēzes sagatavošanas stadijā)
3. J. Kleperis, I. Steinberga, A. Osite, A. Viksna. Analysis of PM10 Monitoring Results in Riga in Connection with Origination Sources. Abstract to 14th International Symposium "Transport and Air Pollution" on June 1-3, 2005, Graz (Austria).
Attēls: Ozona sensora rādījumi LU kopētavā pagrabā (2004. gada 9. decembris). Ozona koncentrācija mainās līdz ar kopētāja noslodzes aktivitāti, un nepārsniedz 0.01 ppm (normatīvs cilvēka veselības aizsardzībai ir 0.1 ppm). Ozona paaugstināšanos telpā vakarā (pēc 21:00) var skaidrot ar svaigā gaisa ieplūšanu no āra, jo pilsētā naktī ozona koncentrācija aug.
1. att. Ieelpojamo aerosolu iekļūšana cilvēka elpošanas sistēmā atkarībā no daļiņu izmēra
2. attēls. Iekārta automašīnu izplūdes gāzu ievākšanai no automašīnu izplūdes gāzēm
3. attēls. Iekārta dažādas degvielas dedzināšanai un melnās ogles paraugu ievākšanai modulētos eksperimentos.
4. attēls. Parauga ievākšanas ierīces ar filtriem uz kuriem ievākta melnā ogle (kvēpi)