biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική...

44
Aεροζόλ Κλιματική Αλλαγή, Δημόσια Υγεία & Νανοτεχνολογία Γιώργος Μπίσκος 18 Μαρτίου 2009

Transcript of biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική...

Page 1: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Aεροζόλ Κλιµατική Αλλαγή, Δηµόσια Υγεία & Νανοτεχνολογία

Γιώργος Μπίσκος

18 Μαρτίου 2009

Page 2: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Δομή της Παρουσίασης

Δημόσια ΥγείαΚλιματική ΑλλαγήΝανοτεχνολογία

Page 3: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Εισαγωγή

Επιστήμη του Περιβαλλοντική

ΧημείαΦυσική Βιολογία

ήμη ρ β ή

Αέρια ΡύπανσηΑερολύματα (Αεροζόλ)

Page 4: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Εισαγωγή

Επιστήμη του Περιβαλλοντική

ΧημείαΦυσική Βιολογία

ήμη ρ β ή

Αέρια ΡύπανσηΑερολύματα (Αεροζόλ)

Μετρήσεις Ατμοσφαιρικών Σωματιδίων

Page 5: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Εισαγωγή

Επιστήμη του Περιβαλλοντική

ΧημείαΦυσική Βιολογία

ήμη ρ β ή

Αέρια ΡύπανσηΑερολύματα (Αεροζόλ)

Μετρήσεις Ατμοσφαιρικών Σωματιδίων

Ατμοσφαιρικά ΑερολύματαΑτμοσφαιρικά ΑερολύματαΦυσικοχημικές Ιδιότητες Σωματιδίων

Page 6: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Εισαγωγή

Επιστήμη του Περιβαλλοντική

ΧημείαΦυσική Βιολογία

ήμη ρ β ή

Αέρια ΡύπανσηΑερολύματα (Αεροζόλ)

Μετρήσεις Ατμοσφαιρικών Σωματιδίων

Ατμοσφαιρικά ΑερολύματαΑτμοσφαιρικά ΑερολύματαΦυσικοχημικές Ιδιότητες Σωματιδίων

Τεχνολογία ΝανοσωματιδίωνΧρήση Σωματιδίων στην ΝανοτεχνολογίαΧρήση Σωματιδίων στην Νανοτεχνολογία

Page 7: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ – Ορισμός

Page 8: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ – Ορισμός

Eric Rotheim, US Patent (1936)

Page 9: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ: Ορισμός

«Άθροισμα υγρών και/ή στερεών σωματιδίων που αιωρούνται σε ένα αέριο μέσο αρκετό χρόνο ώστε να

παρατηρηθούν ή να μετρηθούν»

V100μm = 0.3 m/s

«Άθροισμα υγρών και/ή στερεών σωματιδίων με διάμετερο από μερικά nm (νανόμετρα) μέχρι 100 μmδιάμετερο από μερικά nm (νανόμετρα) μέχρι 100 μm(μικρόμετερα) που αιωρούνται σε ένα αέριο μέσο»

Page 10: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Πόσο μικρό είναι το μικρό (μm);

Page 11: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Πόσο μεγάλο είναι το μικρό (μm);0.074 nm 0.3 nm 3 nm 30 nm

H2 SO2

H2O

NH31 Å

0.1 1 10 10010-4 10-3 10-2 10-1Size (μm)

Size (nm)

Page 12: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Σχηματισμός Σωματιδίων

Page 13: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Χαρακτηριστικά Μεγέθη Σωματιδίων

Page 14: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Ατμοσφαιρικά Αεροζόλ

Page 15: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Φυσικές Πηγές Ατμοσφαιρικών Σωματιδίων

Page 16: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Σκόνη από την Σαχάρα

Page 17: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Φωτιές στην Ελλάδα

Page 18: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Ανθρωπογενής Πηγές Ατμοσφ. Σωματιδίων

Page 19: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Εκπομπές Πλοίων

Page 20: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Συνεισφορά Πηγών

Πηγή Συνεισφορά (%)ΦΥΣΙKΕΣΦΥΣΙKΕΣ 87Πρωτογενή 80

Σκόνη 42

Θαλάσσα 36

Φωτιές < 2

Ηφαίστεια < 1Ηφαίστεια 1

Δευτερογενή 7

ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΗΣ 13Πρωτογενή 3

Δευτερογενή 10

Page 21: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Δημόσια Υγεία

1 εισπνοή = 50 εκατομύρια νανοσωματίδιαή μ ρ μ1 ημέρα = 1 τρίσ. νανοσωματίδα

επιφάνεια = 1 cm3επιφάνεια = 1 cm3

Page 22: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Δημόσια Υγεία

Ανώτερο Σύστημα(> 1 μm)

Τραχεία

( μ )

Κυψελίδες

Βρόγχοι

( < 50 nm)

Page 23: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αερολύματα και Δημόσια Υγεία

Page 24: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Σωματίδια στο Ξενία

250000

200000

100000

150000

50000

0

12:00

12:47

1:34

2:21

3:09

3:56

4:43

5:31

6:18

7:05

7:53

8:40

9:27

10:14

11:02

11:49

12:36

1:24

2:11

2:58

3:46

4:33

5:20

6:07

6:55

7:42

8:29

9:17

10:04

10:51

Page 25: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Κλιματική Αλλαγή

Page 26: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Κλιματική Αλλαγή (IPCC)

Page 27: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Κλιματική Αλλαγή

•Τα ατμοσφαιρικά σωματίδια σκεδάζουν και απορροφούν ηλιακή ακτινοβολίαακτινοβολία

•Επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό τις οπτικές ιδιότητες της ατμόσφαιρας

•Ο βαθμός επίδρασης εξαρτάται από:Ο βαθμός επίδρασης εξαρτάται από:

•Την συγκέντρωση και το μέγεθος των σωματιδίων

•Τη χημική τους σύσταση (δείκτης διάθλασης)

•Την περιεκτικότητά του σε νερό (υγροσκοπικότητα)

Page 28: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Υγροσκοπικότητα Σωματιδίων

Page 29: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Υγροσκοπικότητα Σωματιδίων

Page 30: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Υγροσκοπικότητα Σωματιδίων

Page 31: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Υγροσκοπικότητα Νάνοσωματιδίων

Page 32: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Υγροσκοπικότητα Μεικτών Σωματιδίων

Page 33: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Συμπεριφορά Νάνοσωματιδίων

Page 34: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Παράξενα Νάνοσωματίδια

Page 35: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Μετρήσεις Πεδίου & Εργαστηρίου

ΠΕΔΙΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Φινοκαλιά, Κρήτη Μυτιλήνη, Λέσβος

Page 36: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Μετρήσεις Πεδίου, Ny-Alesynd, Svalbard

Page 37: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Αεροζόλ και Νανοτεχνολογία

Page 38: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Σύνθεση και Τεχνολογικές Εφαρμογές των Αεροζόλ

ΣΥΝΘΕΣΗ• Υγρή ΦάσηΥγρή Φάση

– Ατομικοποίση, Ηλεκτροστατικό σπρέι• Αέρια Φάση

– Φλόγα, Εξάχνωση, Ηλ. εκκένωση

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ• Νανοσωματίδια μαύρου άνθρακα

Καοτσούκ λάστιχα αυτοκινήτων βαφές– Καοτσούκ, λάστιχα αυτοκινήτων, βαφές• Μεταλλικά σωματίδια

– Κυκλώματα καταλύτες αισθητήρες υλικάΚυκλώματα, καταλύτες, αισθητήρες, υλικά

Page 39: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Κατασκευή Αισθητήρων με Τεχνολογία Αεροζόλ

Pd AerosolAerosol Focusing

Glowing Wire Aerosol Generator

gLens

Pd Nanoparticle-wire Sensor

Page 40: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Νανοαισθητήρες Στερεάς Κατάστασης

Pd H P ti lPd-H Particles

Page 41: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Ανταπόκριση του Αισθητήρα H2

Page 42: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Ευαισθησία του Αισθητήρα

Page 43: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Συμπεράσματα

• Ατμοσφαιρικά ΑεροζόλΠηγές– Πηγές

– Επιτώσεις στην Υγεία– Επιπτώσεις στο Κλίμα

• Αεροζόλ και Νανοτεχνολογία– Μέθοδοι Παραγωγής Αεροζόλ– Εφαρμογές, Kατασκευή Αισθητήρωνφ ρμ γ ς, ή η ήρ

• Οργανολογία Αεροζόλ– Next Time!

Page 44: biskos presentation 3 - aegean.gr · Επιστήμη του Περιβαλλοντική Φυσική ΒιολογίαΧημεία ρβ ή Αέρια Ρύπανση Αερολύματα

Ευχαριστώ