Ultrafine atmospheric aerosol  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
61193
Type K
Principal investigator Salma, Imre
Title in Hungarian Az ultrafinom légköri aeroszol
Title in English Ultrafine atmospheric aerosol
Keywords in Hungarian légköri nanorészecskék, méreteloszlás, légzőrendszerbeli külepedés
Keywords in English atmospheric nano-sized particles, size distribution, deposition in the respiratory system
Discipline
Meteorology, atmospheric physics and dynamics (Council of Complex Environmental Sciences)100 %
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Participants Balásházy, Imre
Gilányi, Tibor
Mika, László Tamás
Ocskay, Rita
Ungvárainé dr. Nagy, Zsuzsanna
Vass, Elemér
Starting date 2006-02-01
Closing date 2011-07-31
Funding (in million HUF) 16.725
FTE (full time equivalent) 6.00
state closed project
Summary in Hungarian
A légköri aeroszolt három fő csoportra oszthatjuk a képződési folyamatok és fizikokémiai tulajdonságok alapján: durva, finom és ultrafinom (AD<100 nm) részecskékre. Ezidáig az első két csoportot vizsgálták sikeresen különböző méretfrakciókban, míg az ultrafinom részecskék tanulmányozása aerodinamikai, optikai vagy fizikai korlátok, illetve módszertani okok miatt háttérben maradt. A legfrissebb tudományos elképzelések szerint azonban az új aeroszol részecskék keletkezésének és növekedésének a stabil aeroszol mérettartományok szakaszáig kiemelkedő szerepe van a levegőkémiai folyamatokban; illetve az aeroszol okozta egészségügyi hatások hiányzó magyarázatához nagy mértékben járulnak hozzá.

Fő célkitűzéseink: az ultrafinom légköri aeroszol részecskeszám méreteloszlásának meghatározása városi és kontinentális háttér környezetekben, az új részecske képződés mechanizmusainak és kinetikájának tanulmányozása, az ultrafinom aeroszol emberi légzőszervekben történő kiülepedésének vizsgálata. A kísérleti megközelítés state-of-the-art mérési módszert igényel, amelyet nemzetközi együttműködésben alakítunk ki, és amelyik egy minőségileg új tartományt: a nanofázist nyitja meg a vizsgálatok előtt, ahol a kinetikus gázelméletnek vagy a szilárdtest kémiának vannak lényeges hatásai. Tudomásunk szerint hazánkban egyetlen kutatócsoport sem rendelkezik hasonló rendszerrel, illetve a légköri ultrafinom részecskék méreteloszlásának meghatározása sehol nem történt.
Summary
Atmospheric aerosol can be divided into coarse, fine and ultrafine (AD < 100 nm) particles according to their formation mechanisms and physicochemical properties. Much attention until now has been devoted to the former two fractions, and our knowledge on the ultrafine particulate matter is very deficient. The reasons for this lie in the aerodynamic, physical and optical limits for them, and in the problems associated with their measuring methods. Nevertheless, new particle formation mechanisms, and their further growth steps into stable aerosol forms, and the health effects of ultrafine particles can play an important and increasing role according to the latest scientific evidence.

The main objectives are: to determine the number size distribution of ultrafine atmospheric aerosol in urban and continental background environments, to investigate and interpret the formation and growth mechanisms and kinetics of the new particle formation, and to estimate and evaluate the deposition of ultrafine particles in the human respiratory system. The experimental attitude requires a state-of-the-art, dedicated and very delicate measuring system to be established within the framework of international research cooperation. To our knowledge, there has been no such method available for the research groups in Hungary, and no one has determined number size distributions of ultrafine and nano-sized atmospheric particles so far.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Nemzetközileg új, tudományos eredményeket értünk el 1) a légköri nukleáció területén, amely magába foglalja a jelenség azonosítását, mechanikai jellemzését, gyakoriságának meghatározását, évszakos változékonyságának magyarázatát, mechanizmusának vizsgálatát, térbeli kiterjedésének becslését, a különböző városi környezetekben tapasztalt eltérések felderítését, a városlakók expozíciójának modellezését, valamint mindezek környezeti és egészségügyi jelentőségének bizonyítását, 2) a légköri humuszszerű anyag témakörben, különösen az oldatcsepp kolloidkémiai, nedvesedési tulajdonságainak és felületi feszültségének relaxációja területén, valamint mindezek levegőkémiai és éghajlati következményeit tekintve, illetve első alkalommal alkalmaztunk kiroptikai módszereket aeroszol kutatásban, 3) különleges városi mikrokörnyezetek jellemzésében, valamint a budapesti városi aeroszol kémiai összetétele és fizikai tulajdonságai hosszú távú megváltozásának egészségi és környezeti következményei tekintetében. Az elért eredményeket 5 könyvfejezetben, 23 SCI cikkben közöltük (a szakma 5,31 impaktfaktorú, csúcsfolyóiratában 5 cikkünk jelent meg), összesített impaktfaktor 68,19, a projekt vezetője és a társintézmény vezető kutatója megszerezték az MTA doktora címet a futamidő alatt, a projekt vezetője a hónap OTKA kutatója lett, az OTKA – Élet és Tudomány cikkpályázat országos második helyezettje lett egyik dolgozatunk. A kutatási projekt - a terveket meghaladó mértékben - eredményesen zárul.
Results in English
Internationally new research results were achieved in the following fields: 1) atmospheric nucleation including the identification, characterization of new particle formation events and particle growth, nucleation frequency, their seasonal variation, investigation of the possible mechanisms, horizontal spatial scales, observed differences in various urban environments, exposure of inhabitants to particles, together with environmental and health implications, 2) atmospheric humic-like substances, in particular with regard to their colloidal and hygroscopic properties, and to relaxation of the surface tension of their solution droplets, together with some climate implications, and also the first application of chiroptical methods in organic aerosol research, 3) characterization of specific urban microenvironments, and revealing the health and environmental effects of long-term changes in chemical composition and physical properties of urban aerosol in Budapest. The results were published in 5 book chapters, 23 SCI articles (note: 5 articles appeared in the most prestigious journal of the field with an impact factor of 5.31), the principal investigator and the lead researcher at the cooperating institute both received their DSc degree of the Hungarian Academy of Sciences in the duration of the project, the principal investigator became the researcher of the month with OTKA, etc. The project is closed with outstanding research success.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=61193
Decision
Yes





 

List of publications

  
Salma, I., Borsós, T., Weidinger, T., Aalto, P., Hussein, T., Dal Maso, M., Kulmala, M.: Production, growth and properties of ultrafine atmospheric aerosol particles in an urban environment, Atmospheric Chemistry and Physics 11, 1339–1353, 2011
Salma, I., Mészáros, T., Maenhaut, W., Vass, E., Majer, Zs.: Chirality and the origin of atmospheric humic-like substances, Atmospheric Chemistry and Physics 10, 1315–1327, 2010
Salma, I., Láng,G.: How many carboxyl groups does an average molecule of HULIS contain?, Atmospheric Chemistry and Physics, 8, 5997-6002, 2008
Salma, I., Ocskay, R., Láng,G.: Properties of atmospheric humic-like substances - water system, Atmospheric Chemistry and Physics, 8, 2243-2254, 2008
Kudela G., Balásházy I., Madas B.G., Horváth I.: Radiation burden of the up clearing deeply deposited radon progenies in the central airways, European Respiratory Journal 34, 477, 2009
Ziese, M., Wex, H., Nilsson, E., Salma, I., Ocskay, R., Hennig, T., Massling, A., Stratmann, F.: Hygroscopic growth and activation of HULIS particles: experimental data and a new iterative parameterization scheme for complex aerosol particles, Atmospheric Chemistry and Physics Discussions 7, 13773–13803, 2007
Balásházy I., Horváth A., Sárkány Z., Farkas Á. and Hofmann W.: Simulation and minimisation of airway deposition of airborne bacteria, Inhalation Toxicology 21, 12, 1021-1029, 2009
Balásházy I., Hofmann W., Farkas Á., Madas B.G.: Three-dimesional model for aerosol transport and deposition in expanding and contracting alveoli, Inhalation Toxicology 20, 611-621, 2008
Putaud, J-P., Van Dingenen, R., Alastuey, A., Bauer, H., Birmili, W., Cyrys, J., Flentje, H., Fuzzi, S., Gehrig, R., Hansson, H.C., Harrison, R.M., Herrmann, H., Hitzenberger, R., Hüglin, C., Jones, A.M., Kasper-Giebl, A., Kiss, G., Kousa, A., Kuhlbusch, T.A.J., Löschau, G., Maenhaut, W., Molnar, A., Moreno, T., Pekkanen, J., Perrino, C., Pitz, M., Puxbaum, H., Querol, X., Rodriguez, S., Salma, I., Schwarz, J., Smolik, J., Schneider, J., Spindler, G., ten Brink, H., Tursic, J., Viana, M., Wiedensohler, A., Raes, F.,: A European Aerosol Phenomenology - 3: physical and chemical characteristics of particulate matter from 60 rural, urban, and kerbside sites across Europe, Atmospheric Environment 44, 1308–1320, 2010
Yli-Juuti, T., Riipinen, I., Aalto, P.P., Nieminen, T., Maenhaut, W., Janssens, I.A., Claeys, M., Salma, I., Ocskay, R., Hoffer, A., Imre, K., Kulmala M.: Characteristics of new particle formation events and cluster ions at K-puszta, Hungary, Boreal Environment Research, 14, 683–698, 2009
Wex, H., Hennig, T., Salma, I., Ocskay, R., Kiselev, A., Henning, S., Massling, A., Wiedensohler, A., Stratmann, F.: Hygroscopic growth and measured and modeled critical super-saturation of an atmospheric HULIS sample, Geophysical Research Letters 34, L02818, doi:10.1029/2006GL028260, 2007
Salma, I., Ocskay, R., Chi, X., Maenhaut, W.: Sampling artefacts, concentration and chemical composition of fine water-soluble organic carbon and humic-like substances in a continental urban atmospheric environment, Atmospheric Environment 41, 4106–4118, 2007
Salma, I., Borsós, T., Aalto, P.P., Kulmala, M.: Time-resolved number concentration and size distribution of aerosol particles in an urban road tunnel, Boreal Env. Res. 16, 262–272, 2011
Salma, I., Weidinger, T., Maenhaut, W.: Time-resolved mass concentration, composition and sources of aerosol particles in a metropolitan underground railway station, Atmospheric Environment 41, 8391–8405, 2007
Salma, I., Pósfai, M., Kovács, K., Kuzmann, E., Homonnay, Z., Posta, J.: Properties and sources of individual particles and some chemical species in the aerosol of a metropolitan underground railway station, Atmospheric Environment 43, 3460–3466, 2009
Salma, I., Ocskay, R., Varga, I., Maenhaut, W.: Surface tension of atmospheric humic-like substances in connection with relaxation, dilution and solution pH, Journal of Geophysical Research 111, D23205, doi:10.1029/2005JD007015, 2006
Krivácsy, Z., Kiss, G., Ceburnis, D., Jennings, G., Maenhaut, W., Salma, I., Shooter, D.: Study of water-soluble atmospheric humic matter in urban and marine environments, Atmospheric Research 87, 1–12, 2008
Wex, H., Stratmann, F., Hennig, T., Hartmann, S., Niedermeier, D., Nilsson, E., Ocskay, R., Rose, D., Salma, I., Ziese, M.: Connecting hygroscopic growth at high humidities to cloud activation for different particle types, Environmental Research Letters 3 (2008) 035004 (10pp), 2008
Salma, I.: Air pollution in underground railway systems, Issues in Environmental Science and Technology, vol. 28, p. 65–84, eds. Harrison, R.M., Hester, R., Royal Society of Chemistry Publishing, Cambridge, 2009
Salma, I.: A budapesti városi aeroszol, A kémia legújabb eredményei, Vol. 99, p. 67–204, Akadémiai Kiadó, Budapest, 2007
Salma, I.: Környezetkémia, 371 old., Typotext, Budapest, 2011
Zichler, Sz., Ocskay, R., Salma, I.: Budapest levegőszennyezettségének története, ISBN 978-963-87069-5-9, 103 p., Levegő Munkacsoport, Budapest, 2007
Putaud, J-P., Alastuey, A., Bauer, H., Berner, A., Bolte, T., ten Brink, H., Harrison, R., Hitzenberger, R., Jones, A., Kasper-Giebl, A., Kousa, A., Kuhlbusch, T., Molnar, A., Moreno, T., Puxbaum, H.: The COST633 Aerosol phenomenology, Office for Official Publications of the European Communities, EUR 23534 EN, Luxembourg, pp. 51, 2008
Farkas Á., Balásházy I.: Quantification of particle deposition in asymmetrical tracheobronchial model geometry, Computers in Biology and Medicine 38, 508-518, 2008
Szőke I., Farkas Á., Balásházy I. and Hofmann W.: Stochastic aspects of primary cellular consequences of radon inhalation, Radiation Research 171, 1, 96-106, 2009
Balásházy I., Farkas Á., Madas B.G. and Hofmann W.: Non-linear relationship of cell hit and transformation probabilities in low dose of inhaled radon progenies, Journal of Radiological Protection 29, 147-162, 2009
Horváth A., Balásházy I., Farkas Á., Sárkány Z., Hofmann W., Czitrovszky A., Dobos E.: Quantification of airway deposition of intact and fragmented pollens, International Journal of Environmental Health Research, submitted, 2011
Borsós, T., Řimnáčová, D., Ždímal, V., Wágner, Z., Weidinger, T., Smolík, J., Hitzenberger, R., Schwarz, J., Salma, I.: Comparison of aerosol particle number concentrations in three central European capital cities, Environmental Pollution, submitted, 2011
T. Borsós, I. Salma, T. Weidinger, P.A. Aalto, T. Hussein, M. Kulmala: Ultrafine aerosol and the first observed nucleation burst in Budapest, European Aerosol Conference 2009, Karlsruhe, Abstract T041A10, 2009
I. Salma, M. Pósfai, K. Kovács, E. Kuzman, Z. Homonnay, J. Posta: Chemical species of transition metals in the aerosol particles of a metropolitan underground railway station, European Aerosol Conference 2009, Karlsruhe, Abstract T051A06, 2009
Borsós Tibor, Salma Imre, Pasi P. Aalto, Markku Kulmala: Újrészecske-képződés és növekedés Budapesten, Magyar Aeroszol Konferencia, Balatonfüred, 2009. április 27-28., 2009
Salma Imre, Pósfai Mihály, Kuzman Ernı, Homonnay Zoltán, Posta József: Aeroszol részecskék és egészségügyi hatásaik a budapesti metróban, Magyar Aeroszol Konferencia, Balatonfüred, 2009. április 27-28., 2009
Borsós, T., Salma, I., Weidinger, T., Aalto, P., Hussein, T., Kulmala, M.,: New particle formation and growth of aerosol particles in an urban environment, International Conferences on Nucleation and Atmospheric Aerosols, Prague, Book of Abstracts, P1.18, 2009
Salma, I., Ocskay, R., Wex, H., Henning, T., Massling, A., Wiedensohler, A.: A légköri humusszerű anyag aeroszol higroszkopicitása, VIII. Magyar Aeroszol Konferencia előadáskivonatai, 29-30, 2006
Wex, H., Hennig, T., Salma, I., Ocskay, R., Kiselev, A., Henning, S., Massling, A., Wiedensohler, A., Stratmann, F.: A CCN-closure-study for HULIS aerosol, International Aerosol Conference, St. Paul (USA), 11–15 September 2006, Abstracts, p. 1341–1342, 2006
Kovács, A., Ocskay, R., Weidinger, T., Salma, I.: Egy nap a budapesti metróban, Természet Világa 138/10, 449–452, 2007
Ocskay, R., Salma, I., Varga, I., Maenhaut., W.: A légköri humusszerű anyag felületi feszültségének idő-, koncentráció és ph-függése, VIII. Magyar Aeroszol Konferencia előadáskivonatai, 25-26, 2006
Ili-Juuti, T., Riipinen, I., Aalto, P.P., Nieminen, T., Maenhaut, T., Salma, I., Kulmala, M.: Characteristics of aerosol particle formation events at K-Puszta, Hungary, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T06A049P, Thessaloniki, (Greece), 2008
Salma, I., Ocskay, R., Láng, G.L.: Dissociation of humic-like substances in water solutions, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T02A002O, Thessaloniki, (Greece), 2008
Ocskay, R., Salma, I., Aalto, P., Kulmala, M., Gelencsér, A., Kiss, Gy., Balásházy, I.: Number size distribution of atmospheric aerosol particles at urban and rural sites in Hungary with health implications, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T08A010, Salzburg (Austria), 2007
Salma, I., Weidinger, T., Maenhaut, W: Aerosol particles in a metropolitan underground railway station, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T07A007, Salzburg (Austria), 2007
Salma, I., Ocskay, R., Peron, N., Varga, I.: Surface tension properties of aerosol water extract and atmospheric humic-like substances, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T13A100, Salzburg (Austria), 2007
Ocskay, R., Salma, I.: Characterization of aqueous solutions of atmospheric humic-like substances, Abstracts of the European Aerosol Conference, Abstract T13A111, Salzburg (Austria), 2007
Balásházy I., Kudela G., Hofmann W., Szőke I., Farkas Á., Madas B.G., Dobos E., Czitrovszky A., Kerekes A., Horváth I.: Modelling airway deposition of aerosols in case of asthma and emphysema, International Aerosol Conference, Helsinki, Finland, August 29 - September 3, 2010, 2010
Salma, I.: Tendenciák a városi levegőminőség alakulásában, Magyar Tudomány, márciusi szám, 2010
Borsós, T., Salma, I.: Nanorészecskék a levegőben: áldás vagy átok?, Élet és Tudomány 64/51–52, 1654–1656, 2009




 

Events of the project

  
2011-03-08 10:15:15
Résztvevők változása
2010-08-19 09:53:19
Kiegészítő támogatás beolvasztása
2010-08-19 09:53:08
Kiegészítő támogatás beolvasztása
2009-04-10 08:46:45
Kiegészítő támogatás beolvasztása



Back »