Όζον και αιωρούμενα σωματίδια στην ανατολική Μεσόγειο

Abstract

The present work focuses οn the study of tropospheric ozone and aerosols in the Eastern Mediterranean atmosphere. The sampling was performed at Finokalia station located on the island of Crete from September 1996 to October 1999 During the sampling period, the annual ozone mean concentration was 52.0 ± 10.1 ppbv and ranged from 41.6 ± 2.5 ppbv to 63.2 ± 1.0 ppbv during winter and summer respectively. The annual mass of particulate matter was 34.9 ± 16.2 mgr·m-3. Sulfate is by far the main anion whereas calcium and ammonium are the main cations. A clear chloride and bromide deficit was observed on aerosols which can reach up to 80% of the expected concentrations. By comparison with previous work performed at Finokalia a clear inteannual variability of sulphate levels was found. On the other hand no clear tendency is observed for nitrate and ammonium. The 70 to 75% of wet deposition is constituted by ions of marine origin. In air masses of northern origin the pH of rain was 4.8 ± 0.7 while in air masses of southern origin thecorresponding value was 7.1 ± 0.9. Contrary to aerosols no deficit has been observed for chloride ions, although a deficit was seen for bromide. The dry deposition of sulphur dioxide accounts for 85% of total sulphur deposition. The contribution of natural sulphur to the total sulphur budget can account up to 25% during the summer months. Our results show that the atmospheric deposition of DIN can account for up to 370% of the measured PON in the sediment traps indicating that atmospheric pathway alone can sufficiently account for the measured new nitrogen production. Based on the primary productivity induced by the imported DIN and the productivity of the South Eastern Mediterranean derived from “in situ” measurements a mean f ratio of 0.24 is calculatedindicating that, from the N point of view, the Eastern Mediterranean can no longer be considered as among the most oligotrophic seas of the world. Other elements, most probably phosphorus (P) can account for the oligotrophic character of the Eastern Mediterranean Sea.

Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στην μελέτη του τροποσφαιρικού όζοντος και των αιωρούμενων σωματιδίων στην ατμόσφαιρα της Ανατολικής Μεσογείου. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν στο σταθμό της Φινοκαλιάς Λασιθίου, για ένα διάστημα τριών χρόνων (Οκτώβριος 1996-Σεπτέμβριος 1999). Κατά την παραπάνω περίοδο, η μέση ετήσια τιμή της συγκέντρωσης του τροποσφαιρικού όζοντος ήταν 52.0 ± 10.1 ppbv. Η μέση μηνιαία τιμή για τους χειμερινούς μήνες ήταν 41.6 ± 2.5 ppbv ενώ η αντίστοιχη τιμή για τους καλοκαιρινούς μήνες ήταν 63.2 ± 1.0 ppbv. Η μέση τιμή της μάζας των σωματιδίων ήταν 34.9 ± 16.2 μgr·m-3. Τα θειικά ιόντα είναι το κυρίαρχο ανιόν ενώ τα ιόντα του ασβεστίου και της αμμωνίας είναι τα κυρίαρχα κατιόντα. Παρατηρήθηκε ένα έλλειμμα ιόντων χλωρίου και βρώμιου στα αιωρούμενα σωματίδια που μπορεί να φτάσει έως και 80% των αναμενόμενων συγκεντρώσεων τους. Στις συγκεντρώσεις των νιτρικών και αμμωνιακών ιόντων παρατηρήθηκε μια διαχρονική σταθερότητα σε αντίθεση με τις συγκεντρώσεις των θειικών ιόντων που παρουσίασαν μια αισθητή μείωση. Το 70 με 75% της σύστασης της υγρής εναπόθεσης αποτελείται από ιόντα θαλάσσιας προέλευσης. Σε αέριες μάζες βόρειας προέλευσης το pH έχει μέση τιμή 4.8 ± 0.7 ενώ σε αέριες μάζες νότιας προέλευση η μέση τιμή είναι 7.1 ± 0.9. εν παρατηρήθηκε έλλειμμα στις συγκεντρώσεις των ιόντων χλωρίου, αλλά μόνο στις συγκεντρώσεις των ιόντων βρωμίου. Η εναπόθεση του διοξειδίου του θείου αποτελεί το 85% στης συνολικής εναπόθεσης του θείου. Η συμμετοχή των βιογενών θειικών ιόντων προς τα συνολικά ιόντα μπορεί να φτάσει μέχρι και το 25% στους καλοκαιρινούς μήνες. Η συμμετοχή του ατμοσφαιρικού διαλυτού ανόργανου αζώτου (DIN) στις διάφορες μορφές του, είναι αρκετή για να υπερκαλύψει τις απαιτήσεις τις περιοχής σε άζωτο. Η ετήσια ξηρή εναπόθεση του ανόργανου αζώτου είναι διπλάσια από το συλλεγόμενο PON (σωματιδιακό οργανικό άζωτο) στις ιζηματοπαγίδες, ποσοστό που με τη συμμετοχή της υγρής εναπόθεσης φθάνει στο ~370%. Η νέα παραγωγή που μπορεί να εξηγηθεί από το παραπάνω ποσό του ατμοσφαιρικού διαλυτού ανόργανου αζώτου δίνει ένα λόγο f (συγκρινόμενη με τη πρωτογενή παραγωγή της περιοχής) ίσο με 0.24. Αυτό αποτελεί μια ένδειξη ότι το άζωτο δεν πρέπει να είναι ο ρυθμιστής της παραγωγικότητας της ανατολικής Μεσογείου.