A légköri nukleációs esemény térbeli kiterjedése

Abstract

Légköri aeroszol alatt olyan diszperz kolloid rendszert értünk, amelyben folyadék és / vagy szilárd halmazállapotú részecskék diszpergálódnak a levegőben. Az aeroszol részecskék átmérője körülbelül 1 nanométertől 100 mikrométerig terjed. A tartomány alsó határa közelíti a makromolekulák méretét, felső határán pedig már jelentős szerepe van a gravitációs ülepedésnek, így ezen részecskék légköri tartózkodási ideje korlátozza szerepüket. Az aeroszol kutatása éghajlati és egészségügyi szerepük miatt egyre intenzívebb. Az aeroszol részecskék a Föld energiamérlegét közvetlen, illetve közvetett hatások révén befolyásolják, így éghajlati szerepük jelentős (1. ábra). Közvetlen folyamat a Nap elektromágneses sugárzásának szórása szulfát részecskéken, illetve elnyelése a korom részecskéken. Előbbi hűtő-, utóbbi fűtőhatású folyamat. Közvetett hatás alatt az aeroszol részecskéken mint felhőkondenzációs magvakon (CCN, Cloud Condensation Nuclei) kialakuló felhőképződés szerepét értjük. A felhőkondenzációs magvak legalább fele nukleálódott részecskékből alakul ki, tehát az éghajlat alakításban jelentős szerepet játszik a nukleáció (Merikanto et al., 2009). A folyamatot befolyásolja a részecskék koncentrációja. Ha adott mennyiségű vízgőz több részecskére kondenzálódik, akkor több felhőcsepp alakul ki, amelyek összfelülete nagyobb és így a felhő fehérebb (nagyobb albedójú) lesz. Ezen folyamatok összességében hűtőhatást jelentenek a Föld felszínére nézve. A részecskék az emberi szervezettel elsősorban a légzés során kerülnek kapcsolatba. Légzőszerveink körülbelül 150 m2 felületet alkotnak. Annak tekintetében, hogy mely részecskék juthatnak a szervezetünkbe (és így hathatnak kölcsön ezzel a felülettel), elsősorban a méretnek van nagy jelentősége (Salma et al., 2002). A légúti megbetegedéseket nem lehet csupán a durva és akkumulációs részecskékkel (amelyek tömegjáruléka meghatározó) magyarázni, és felmerült, hogy a legkisebb méretű részecskék lehetnek ezekkel összefüggésben. Ezen részecskék megléte nem szokatlan, azonban koncentrációjuk hirtelen növekedése felkészületlenül éri az immunrendszert, gyakran gyulladást, és akár rákot is okozhatnak (Oberdörster et al., 2005). A legkisebb részecskék akár a véráramba is bekerülhetnek, így eljuthatnak az agyba, a központi idegrendszerbe és a szívbe is. A légköri nukleáció kutatása Magyarországon Budapesten (ELTE Kémiai Intézet) és Kecskemét mellett, K-pusztán (Pannon Egyetem / Helsinki Egyetem) folyik néhány éve. A legutóbbi időben felmerült a nukleációs események egyidejűségének a vizsgálata a két helyszín vonatkozásában. Tudományos diákköri munkám során ebbe a kutatásba kapcsolódtam be. Megismertem a részecskeszám méreteloszlás meghatározását megvalósító műszer működésével, részt vettem a rendszeres kalibrálásban és az üzemi állapot folyamatos biztosításában. Személyes feladatom volt az adatok feldolgozásának előkészítése, a légtömeg visszafelé számolt terjedésének modellezése, és bekapcsolódtam a kiértékelésbe.