Show simple item record

Application of hybrid receptor models in the analysis of air quality and transport of pollutants in Belgrade

dc.contributor.advisorRajšić, Slavica
dc.contributor.otherBelić, Dragoljub
dc.contributor.otherLazić, Lazar
dc.contributor.otherStojić, Andreja
dc.creatorPerišić, Mirjana D.
dc.date.accessioned2016-09-18T07:45:47Z
dc.date.available2016-09-18T07:45:47Z
dc.date.available2020-07-03T09:50:40Z
dc.date.issued2016-07-12
dc.identifier.urihttp://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=3894
dc.identifier.urihttp://nardus.mpn.gov.rs/handle/123456789/6555
dc.identifier.urihttps://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:13071/bdef:Content/download
dc.identifier.urihttps://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:13166/bdef:Izvestaj/download
dc.identifier.urihttp://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=48206863
dc.description.abstractУ оквиру дисертације приказани су резултати анализе квалитета ваздуха на подручју града Београда уз посебан акценат на анализу резултата примене хибридних рецепторских модела у циљу одређивања просторне расподеле највероватнијих извора загађења. База података коришћених за анализу обухватала је средње дневне концентрације PM10 (масене концентрације и хемијски састав: As, Cd, Cr, Mn, Ni, Pb, Cl-, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NO3-, SO42-, NH4+ и бензо(a)пирен) и концентрације чађи, узорковане и анализиране у периоду од 2011. до 2015. године на 15 мерних места на територији града Београда. Други сет података за анализу укључивао је сатне вредности концентрација PM10 и PM2,5, неорганских гасовитих оксида (CO, NO, NO2, NOx, SO2 и O3), метеоролошке параметре и висину планетарног граничног слоја (ПГС) за исти период на седам мерних места у Београду. Комплексна анализа загађујућих материја, превасходно атмосферских аеросола урађена је коришћењем низа метода: рецепторског модела Unmix за идентификацију извора и процену њихових доприноса измереним концентрацијама; поларне кластер анализе и CBPF за одређивање утицаја и положаја извора емисије у близини мерног места; TSA, TCA, и хибридних рецепторских модела PSCF, CWT, RTWC и sQTBA у анализи утицаја и одређивања географских области удаљених извора; мултиваријационих модела за прогнозу концентрација PM10; функција расподеле за процену потребне редукције загађења и периода понављања екстремних вредности концентрација; и USEPA и CalEPA метода за процену здравственог ризика становништва. У дисертацији је приказан нов приступ за описивање кретања ваздушних маса чиме је анализа транспорта значајно унапређена. Први пут на овим просторима подаци о загађујућим материјама су анализирани применом хибридних рецепторских модела RTWC и sQTBA, као и мултифракталном и инверзном мултифракталном анализом. Резултати анализе атмосферских аеросола PM10 и њиховог хемијског састава указују на повећане вредности масених концентрација у областима под утицајем индустријских извора загађења, интензивних саобраћајних активности и локалних привредних активности. Сезонска варијабилност концентрација, са значајно вишим вредностима током јесени и зиме изражена је код PM10, али и код арсена и бензо(а)пирена. На локацијама у урбаном окружењу као главни извори загађујућих материја идентификовани су саобраћај и ложење, док су у индустријским области доминантни извори ископавање и сагоревање угља, и ресуспензија честица са пепелишта термоелектране. Највећи канцерогени здравствени ризик процењен је у околини рудника угља, док је у близини најпрометнијих градских саобраћајница изражен и канцерогени и неканцерогени утицај на здравље становника. На основу поларне кластер анализе, CBPF и TSA утврђено је да су доминантни извори на свим мерним местима локалног карактера, док се на појединим мерним местима бележи и значајан удео позадинског нивоа концентрација, као последица конфигурације мерног места или ресуспензије у близини рудника угља. Транспорт загађујућих материја доприноси до 30% измереним концентрацијама, са уочљивим осцилацијама током године, првенствено као последица различитих метеоролошких услова, а нарочито висине ПГС. Примена мултирецепторских варијанти хибридних рецепторских модела пружила је најкомплетнију слику утицаја и доприноса удаљених извора измереним концентрацијама. Мултиваријационе аналитичке методе употребљене су за прогнозу вредности масених концентрација PM10, са доста добрим слагањем између измерених и моделираних вредности. У оквиру дисертације је показано да примена великог броја метода уз довољно велику базу података омогућава разумевање порекла и динамике загађујућих материја, а такође пружа и могућност процене неопходне редукције и предвиђања повећаних концентрација честичног загађења у некој области.sr
dc.description.abstractThis dissertation presents an air quality study in the area of the city of Belgrade, with a special emphasis on the analysis of the results of hybrid receptor models implementation in order to determine spatial distribution of the most possible pollution sources. Database used for the study includes daily concentrations of PM10 (mass concentrations and chemical composition: As, Cd, Cr, Mn, Ni, Pb, Cl-, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NO3-, SO42-, NH4+, benzo(a)pyrene) and concentrations of black carbon, sampled and analyzed during the period 2011-15, at fifteen monitoring sites in Belgrade area. The second data set comprised hourly mass concentrations of PM10, PM2.5, inorganic gaseous pollutants (CO, NO, NO2, NOx, SO2 and O3), meteorological parameters and high of planetary boundary layer (PBL) during the same period at seven monitoring sites in Belgrade. A comprehensive analysis of the pollutants was performed by the use of variety of methods: receptor model Unmix in order to identify emission sources and estimate their contribution to measured concentrations; polar cluster analysis and CBPF to allocate PM10 and PM2.5 emission sources in the proximity of the sampling sites; TSA, TCA, and hybrid receptor models PSCF, CWT, RTWC and sQTBA to assess the influence and geographical area of remote sources; probability distribution functions to estimate the necessary reduction of the pollution emission and frequencies of extreme pollution episodes; and USEPA and CalEPA models to evaluate the inhabitants’ health risk. The dissertation presents a new approach of air mass trajectory description, which significantly improves the transport analysis. For the first time in this region pollutants data were analyzed by the use of hybrid receptor models RTWC and sQTBA, and multifractal and inverse multifractal methods. Research results of atmospheric aerosols PM10 and their chemical composition indicate increased levels of concentrations in the areas affected by industrial pollution sources, intensive traffic and local production activities. Strong seasonal variability of PM10 and PM10-bounded arsenic and benzo(a)pyrene concentrations, with significantly higher levels during the autumn and winter, was obvious. In the urban environment, traffic and heating units are identified as the prevailing emission sources, while in the industrial area the main contributors are coal mining, coal combustion and dust resuspension from coal ash landfills. The highest carcinogenic health risk has been estimated in proximity of the coal mine, while both carcinogenic and non-carcinogenic impact on the residents’ health were prominent near the busiest traffic routes. Polar cluster analysis, CBPF and TSA, show that the dominant emission sources are distributed mainly within proximity of the sampling sites, while, at some measurement points, a significant portion of background concentrations was evident as a consequence of sampling site configuration or particulate resuspension due to the vicinity of a coal mine. Pollutant transport contributes up to 30% of the measured concentrations, with observable fluctuations during the year, mostly as a result of different meteorological conditions, predominantly the PBL height. The multi-receptor option of the hybrid models gave a broad insight into the different influences and contributions of distant emission sources. Multivariate analytical methods have been applied to forecast values of PM10 mass concentrations, with very good correlation between measured and modelled values. Within the dissertation it has been shown that the application of multiple analytical methods in combination with a sufficiently large data set enables understanding of the atmospheric aerosols origin and the dynamics of pollutants concentration, and estimating necessary mitigation measures and forecasting of high aerosol mass concentrations in different environments.en
dc.formatapplication/pdf
dc.languagesr
dc.publisherУниверзитет у Београду, Физички факултетsr
dc.relationinfo:eu-repo/grantAgreement/MESTD/Integrated and Interdisciplinary Research (IIR or III)/43007/RS//
dc.rightsopenAccessen
dc.sourceУниверзитет у Београдуsr
dc.subjectквалитет ваздухаsr
dc.subjectair qualityen
dc.subjectPM10en
dc.subjectreceptor modelsen
dc.subjectMVAen
dc.subjectaerosol transporten
dc.subjecthealth risken
dc.subjectPM10sr
dc.subjectрецепторски моделиsr
dc.subjectMVAsr
dc.subjectтранспорт аеросолаsr
dc.subjectздравствени ризикsr
dc.titleПримена хибридних рецепторских модела у анализи квалитета ваздуха и транспорта загађујућих материја у Београдуsr
dc.titleApplication of hybrid receptor models in the analysis of air quality and transport of pollutants in Belgradeen
dc.typedoctoralThesis
dc.rights.licenseBY-NC-ND
dcterms.abstractРајшић, Славица; Белић, Драгољуб; Лазић, Лазар; Стојић, Aндреја; Перишић, Мирјана Д.; Primena hibridnih receptorskih modela u analizi kvaliteta vazduha i transporta zagađujućih materija u Beogradu;
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/25053/IzvestajKomisije4608.pdf
dc.identifier.fulltexthttp://nardus.mpn.gov.rs/bitstream/id/25052/Disertacija4608.pdf


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record