The development of industry, transport, agriculture and power engineering inevitably create problems related to the impact of generated waste on the environment as well as other undesirable processes. The atmosphere is the main component of the Earth’s climate system because changes occurring due to the human economic activity result in serious environmental impacts in all components of the ecosystem as well as the Earth’s climate self-regulation system is disturbed. The objective of this work was to investigate the origin, sources and formation of organic compounds and black carbon in atmospheric aerosol particles and to develop new research methods. To attain this objective the following tasks have been formulated: Development of the identification method for the aerosol origin and source by investigating the carbon isotope mass ratios, illustration of possibilities of the carbon isotope ratio method by identifying the aerosol particle origin during the air mass long-range transport at the Preila Environmental pollution research station, investigation of variation of the black carbon amount in aerosol particles in the diesel engine exhaust depending on the engine working parameters and fuel composition, investigation of the carbon isotope ratio variation in natural aerosol depending on the aerosol particle size distribution, determination of the partial contribution of natural and anthropogenic particles in aerosol by investigation of stable carbon and radiocarbon isotope... [to full text] / Žemės atmosfera yra svarbiausia klimato sferos dalis ir jautriausias antropogeninei taršai aplinkos sandas. Atmosferoje vykstantys procesai pakeičia ekosistemose per šimtmečius nusistovėjusius procesus – stebime įvairias globalinės klimato kaitos sukeltas pasekmes. Mokslinė šio darbo idėja nukreipta į įvairiapusį atmosferos aerozolio dalelių savybių ir prigimties tyrimą bei tyrimo metodų plėtrą, pasiremiant naujausiomis aplinkotyros mokslo žiniomis, akcentuojant pastarojo dešimtmečio masių spektrometrijos pasiekimus. Šio darbo tikslas yra organinių medžiagų ir juodosios anglies atmosferos aerozolio dalelėse kilmės, aerozolio sudėties ir formavimosi tyrimai bei naujų tyrimo metodų plėtra. Darbe eksperimentiškai įrodyta, kad anglies izotopų santykis antropogeninės kilmės aerozolio dalelėse atitinka deginamo kuro izotopų santykį ir šis parametras tinka, identifikuojant aerozolio dalelių šaltinį. Šis izotopų santykis, kaip metodinė priemonė, buvo panaudotas tiriant įvairios prigimties aerozolio sudėtį, savybes ir kilmę. Tiriant aerozolio daleles tolimojoje oro pernašoje stebėjome elementinės anglies δ13C verčių kaitą akumuliacinėje modoje nuo -22,9 ‰ iki -26,3 ‰, organinės anglies δ13C = -28 ‰. Iš δ13C verčių nustatyta, jog elementinės anglies pirmtakai aerozolio dalelėse buvo degimo produktai, organinės anglies šaltinis – lakūs organiniai junginiai iš augalų. Vietinės kilmės dalelių, didesnių už 1 μm, stebėta karbonatinė komponentė. Apjungus masių ir izotopų santykių masių... [toliau žr. visą tekstą]

Žemės atmosfera yra svarbiausia klimato sferos dalis ir jautriausias antropogeninei taršai aplinkos sandas. Atmosferoje vykstantys procesai pakeičia ekosistemose per šimtmečius nusistovėjusius procesus – stebime įvairias globalinės klimato kaitos sukeltas pasekmes. Mokslinė šio darbo idėja nukreipta į įvairiapusį atmosferos aerozolio dalelių savybių ir prigimties tyrimą bei tyrimo metodų plėtrą, pasiremiant naujausiomis aplinkotyros mokslo žiniomis, akcentuojant pastarojo dešimtmečio masių spektrometrijos pasiekimus. Šio darbo tikslas yra organinių medžiagų ir juodosios anglies atmosferos aerozolio dalelėse kilmės, aerozolio sudėties ir formavimosi tyrimai bei naujų tyrimo metodų plėtra. Darbe eksperimentiškai įrodyta, kad anglies izotopų santykis antropogeninės kilmės aerozolio dalelėse atitinka deginamo kuro izotopų santykį ir šis parametras tinka, identifikuojant aerozolio dalelių šaltinį. Šis izotopų santykis, kaip metodinė priemonė, buvo panaudotas tiriant įvairios prigimties aerozolio sudėtį, savybes ir kilmę. Tiriant aerozolio daleles tolimojoje oro pernašoje stebėjome elementinės anglies δ13C verčių kaitą akumuliacinėje modoje nuo -22,9 ‰ iki -26,3 ‰, organinės anglies δ13C = -28 ‰. Iš δ13C verčių nustatyta, jog elementinės anglies pirmtakai aerozolio dalelėse buvo degimo produktai, organinės anglies šaltinis – lakūs organiniai junginiai iš augalų. Vietinės kilmės dalelių, didesnių už 1 μm, stebėta karbonatinė komponentė. Apjungus masių ir izotopų santykių masių... [toliau žr. visą tekstą] / The development of industry, transport, agriculture and power engineering inevitably create problems related to the impact of generated waste on the environment as well as other undesirable processes. The atmosphere is the main component of the Earth’s climate system because changes occurring due to the human economic activity result in serious environmental impacts in all components of the ecosystem as well as the Earth’s climate self-regulation system is disturbed. The objective of this work was to investigate the origin, sources and formation of organic compounds and black carbon in atmospheric aerosol particles and to develop new research methods. To attain this objective the following tasks have been formulated: Development of the identification method for the aerosol origin and source by investigating the carbon isotope mass ratios, illustration of possibilities of the carbon isotope ratio method by identifying the aerosol particle origin during the air mass long-range transport at the Preila Environmental pollution research station, investigation of variation of the black carbon amount in aerosol particles in the diesel engine exhaust depending on the engine working parameters and fuel composition, investigation of the carbon isotope ratio variation in natural aerosol depending on the aerosol particle size distribution, determination of the partial contribution of natural and anthropogenic particles in aerosol by investigation of stable carbon and radiocarbon isotope... [to full text]

Disertacija skirta smulkiosios aerozolio dalelių frakcijos šaltinių, fizikinių ir cheminių savybių įvertinimui kompleksiškai apjungiant įvairius tyrimo metodus. Darbe susieti elementinės ir organinės anglies koncentracijų pokyčiai su tolimąja oro masių pernaša, įvertinta regiono bei vietinių šaltinių įtaka bendrai aerozolio dalelių taršai. Aprašyti anglies turinčių aerozolio dalelių pasiskirstymai pagal dydį foninėse vietovėse ir miesto aplinkoje. Naudojant aerozolio masių spektrometrą Preilos atmosferos užterštumo tyrimų stotyje buvo identifikuotas biogeninis organinių medžiagų šaltinis, kuris vidutiniškai sudaro 15 % nuo organinių medžiagų masės, tačiau Šiaurės Atlanto oro masėje biogeninių medžiagų indėlis siekia net 50 %. Atlikus kompleksinę aerozolio ir stabiliųjų anglies izotopų masių spektrometrinę analizę buvo nustatyta, kad pirminis anglies turinčio aerozolio dalelių šaltinis mieste yra autotransportas, o Rūgšteliškio foninėje vietovėje – biomasės deginimas. Taip pat buvo nustatyta, kad Vilniuje dominavo antropogeninės antrinės organinės medžiagos (76 %), o Rūgšteliškyje vyravo biogeninės antrinės organinės medžiagos (apie 50%). Vertinant tolimosios oro masių pernašos įtaką vietinės kilmės aerozolio dalelių formavimuisi ir kaitai, buvo nustatyta, kad vulkaninės kilmės aerozolio dalelės turi įtakos submikroninės aerozolio dalelių frakcijos koncentracijai, cheminei sudėčiai ir pasiskirstymui pagal dydį. / The objective of the work was to investigate physical and chemical properties and sources of the atmospheric aerosol particles in the submicron fraction by combining different analytical techniques. The dependence of concentrations of organic and elemental carbon in different air masses was determined and the contribution of regional and local sources to the net aerosol particle pollution was estimated. Analysis of the size distribution of carbonaceous aerosol particles in background and urban areas was performed. Biogenic organic aerosol made up 15 % of the organic aerosol mass at the Preila atmospheric pollution research station, but in the North Atlantic air masses this factor was up to 50 %. Aerosol and stable isotope ratio mass spectrometry has revealed that traffic is the primary source of aerosol particles in the city, while biomass burning is the primary source at the Rūgšteliškis background station. It was determined that secondary anthropogenic organic compounds were dominating (76 %) in Vilnius, while in Rūgšteliškis secondary biogenic organic compounds made up 50 % of the total organic aerosol mass. The influence of the long-range air mass transport on the local origin aerosol particle formation and transformation has been evaluated and it has been shown that volcanic aerosol particles can significantly change the concentration, chemical composition and size distribution of local aerosol particles in the submicron range.

The objective of the work was to investigate physical and chemical properties and sources of the atmospheric aerosol particles in the submicron fraction by combining different analytical techniques. The dependence of concentrations of organic and elemental carbon in different air masses was determined and the contribution of regional and local sources to the net aerosol particle pollution was estimated. Analysis of the size distribution of carbonaceous aerosol particles in background and urban areas was performed. Biogenic organic aerosol made up 15 % of the organic aerosol mass at the Preila atmospheric pollution research station, but in the North Atlantic air masses this factor was up to 50 %. Aerosol and stable isotope ratio mass spectrometry has revealed that traffic is the primary source of aerosol particles in the city, while biomass burning is the primary source at the Rūgšteliškis background station. It was determined that secondary anthropogenic organic compounds were dominating (76 %) in Vilnius, while in Rūgšteliškis secondary biogenic organic compounds made up 50 % of the total organic aerosol mass. The influence of the long-range air mass transport on the local origin aerosol particle formation and transformation has been evaluated and it has been shown that volcanic aerosol particles can significantly change the concentration, chemical composition and size distribution of local aerosol particles in the submicron range. / Disertacija skirta smulkiosios aerozolio dalelių frakcijos šaltinių, fizikinių ir cheminių savybių įvertinimui kompleksiškai apjungiant įvairius tyrimo metodus. Darbe susieti elementinės ir organinės anglies koncentracijų pokyčiai su tolimąja oro masių pernaša, įvertinta regiono bei vietinių šaltinių įtaka bendrai aerozolio dalelių taršai. Aprašyti anglies turinčių aerozolio dalelių pasiskirstymai pagal dydį foninėse vietovėse ir miesto aplinkoje. Naudojant aerozolio masių spektrometrą Preilos atmosferos užterštumo tyrimų stotyje buvo identifikuotas biogeninis organinių medžiagų šaltinis, kuris vidutiniškai sudaro 15 % nuo organinių medžiagų masės, tačiau Šiaurės Atlanto oro masėje biogeninių medžiagų indėlis siekia net 50 %. Atlikus kompleksinę aerozolio ir stabiliųjų anglies izotopų masių spektrometrinę analizę buvo nustatyta, kad pirminis anglies turinčio aerozolio dalelių šaltinis mieste yra autotransportas, o Rūgšteliškio foninėje vietovėje – biomasės deginimas. Taip pat buvo nustatyta, kad Vilniuje dominavo antropogeninės antrinės organinės medžiagos (76 %), o Rūgšteliškyje vyravo biogeninės antrinės organinės medžiagos (apie 50%). Vertinant tolimosios oro masių pernašos įtaką vietinės kilmės aerozolio dalelių formavimuisi ir kaitai, buvo nustatyta, kad vulkaninės kilmės aerozolio dalelės turi įtakos submikroninės aerozolio dalelių frakcijos koncentracijai, cheminei sudėčiai ir pasiskirstymui pagal dydį.

People spend major part of their life indoors – at home or in other public or private indoor environments. Clean air in the living environment is very important for the public health. Indoor air quality (IAQ) is largely dependent on the outdoor air quality, due to the continuous indoor air mixing with the ambient air. However, air pollutants in buildings are strongly linked to building indoor factors as well (emissions from building structure, fabrics, coating, furnishing, ventilation system, food preparation, occupant activities etc.). Building renovation is mostly based on economic aspects – performing cost-effective refurbishment actions assuming further savings in energy costs, without taking into account possible changes in air quality conditions. Therefore, a natural question arises whether it will be possible to ensure a comfortable and healthy living for occupants. There is a lack of methodologically robust intervention studies that support the improvement of energy efficiency measures by means of improved IAQ. It is also important to improve the knowledgebase in order to support the implementation of the related policies in Europe. In this context, overview of the results from before and after intervention measurements and emissions from building materials were presented, and the implications on IAQ were discussed. The results of the research provide data for the technical and administrative measures for the improvement of IAQ in residential buildings. / Žmonės įprastai praleidžia didžiąją dalį savo laiko patalpose - namuose ar kitų valstybinių ir privačių patalpų aplinkoje. Švaraus oro užtikrinimas gyvenamojoje aplinkoje yra labai svarbus visuomenės sveikatai. Oro teršalai patalpose yra glaudžiai susiję su pastato viduje vykstančiais procesais (emisijos iš pastato konstrukcijos, apdailos medžiagų, buitinių cheminių priemonių, ventiliacijos sistemos, maisto ruošos, gyventojų aktyvumo ir t.t.). Dėl nuolatinio vidaus oro maišymosi su išorės aplinkos oru, patalpų oro kokybė yra taip pat smarkiai įtakojama išorės oro kokybės. Pastatų renovacija daugiausia yra grindžiama ekonominiu aspektu. Atliekant ekonominius pastatų atnaujinimo veiksmus, paremtus didesniu energijos sąnaudų taupymu, neatsižvelgiama į galimus oro kokybės pokyčius. Todėl kyla natūralus klausimas ar po šių procesų pavyks užtikrinti patogią ir sveiką gyvenseną. Šiuo metu yra stygius metodologiškai stiprių mokslinių tyrimų, kurie nagrinėja energijos efektyvumo priemonių didinimo įtaką patalpų oro kokybei. Atsižvelgiant į tai, šiame darbe yra aptariami gauti rezultatai iš oro kokybės tyrimų daugiabučiuose pastatuose jų eksploatacijos metu bei aerozolio dalelių emisijos iš statybinių medžiagų pastato statybos ir atnaujinimo metu. Taip pat parengtos rekomendacijos daugiabučių pastatų atnaujinimui ir eksploatacijai, užtikrinant sveiką patalpų oro kokybę. Tyrimo rezultatai suteikia svarbios informacijos tiek techninėms, tiek ir administracinėms priemonėms, skirtoms... [toliau žr. visą tekstą]

Šiame darbe apžvelgiamos aerozolio dalelių savybės, jų sudėtis, tyrimo metodai ir poveikis klimatui. Nagrinėjamos jų matavimo technikos ir galimas poveikis klimatui, dėl kurio ir oro taršos kyla uždavinys tyrinėti aerozolio daleles Lietuvoje. Kadangi oro teršalai gali būti atnešti iš kitų valstybių, tai norint rūpintis aplinkos apsauga, reikia nustatyti jų kilmę, ištirti oro masių judėjimą. Atomo izotopų santykio matavimas gali padėti aptikti teršalus, o oro masių judėjimo modeliavimas naudojant hy split metodą - išsiaiškinti, iš kur jie kilę. Šiame darbe tam buvo panaudoti oro masių siurbimo, vykdyto Vilniuje, Fizikos institute, duomenys. Rezultatai rodo, kad dažniausiai oro masės į Lietuvą ateina nuo Atlanto vandenyno, taip pat nuo Rusijos ir Skandinavijos. Iš ten gali ateiti ir teršalai. / It is reviewing properties, research methods, composition, affects on climate of aerosols in this work. It analyses measurement techniques, affects on climate, because from it and air pollution it is useful to research particles of aerosols in Lithuania. Air pollutants can be transported from other countries, so we need to find out origin of aerosols and transmission of air masses to take care of environment. Measurement of atom isotopes ratio can help to find pollutants, and mases transmission modeling using hy split method - to find out origins. In this work air mass pumping in Vilnius, Institute of Physics, data was used for that purpose. Results shows that most frequently air masses comes to Lithuania from Atlantic ocean, and Russia and Scandinavia too. The pollutants can come from that locations.

Investigations on the determination of 137Cs sources in the Ignalina NPP environment air and the evaluation of changes of the long-term trend of 137Cs activity concentrations in the Ignalina NPP ground-level air were carried out in this dissertation. Radionuclide activity concentrations in the air and deposition were measured in the Ignalina NPP impact zone in 2004-2009. Results show, that in recent years annual 137Cs activity concentrations in the ground-level air in the Ignalina NPP region change with the half-time of 30 years. Observed episodic increases in 137Cs activity concentrations in the air correlate well with air mass transport trajectories that intersect territories, polluted with 137Cs after the accident at the Chernobyl NPP. The growth of radioactive aerosol particles in the oversaturated water vapour of the operating RBMK reactor has been investigated. In the one contour nuclear power plant coolant water steam, noble gas radionuclides decay into alkaline and earth-alkali metals, which become condensation nuclei and due to the absorption of water molecules in several minutes grow into radioactive aerosol particles. The classical method of the radionuclide activity determination in aerosol particle samples, collected on filters, was supplemented with experiments on the leaching of aerosol particles using the distilled water and measurements of radionuclide activities in samples before and after the experiment. Results show that the quantity of 137Cs and 60Сo in... [to full text] / Disertacijoje nustatyti 137Cs patekimo į Ignalinos AE aplinkos orą šaltiniai ir įvertinti ilgamečiai 137Cs aktyvumo koncentracijų ore pokyčiai. Radionuklidų aktyvumo koncentracijos ore ir iškritose matuotos nuo 2004 iki 2009 metų Ignalinos AE poveikio zonoje. Gauta, kad metinės 137Cs aktyvumo koncentracijos pažemio ore pastaraisiais metais kinta su 30 metų mažėjimo pusiau trukme. Stebėta, kad šuoliški 137Cs aktyvumo koncentracijų pažemio ore padidėjimai koreliuoja su oro masių pernašos trajektorijomis, kertančiomis teritorijas, užterštas po avarijos Černobylio AE. Nustatytas radioaktyvių aerozolio dalelių augimas prisotintuose vandens garuose veikiančio RBMK reaktoriaus kondensatoriuje. Vieno kontūro atominės elektrinės aušinamame vandens gare inertinių dujų radionuklidai, skildami virsta šarminių ir žemės šarminių metalų elementais, tampa aerozolio gamybos centrais, absorbuoja vandens molekules ir per keliolika minučių ant jų, kaip kondensacijos branduolių, išauga radioaktyvios aerozolio dalelės. Klasikinis radionuklidų aktyvumo aerozolio dalelių, surinktų filtrais, bandiniuose nustatymas papildytas išplovimo distiliuotu vandeniu eksperimentais, matuojant radionuklidų aktyvumą bandiniuose iki ir po eksperimento. Gauta, kad 137Cs ir 60Сo dalis aerozolio dalelių, surinktų veikiančio reaktoriaus ventiliaciniame ore, tirpioje frakcijoje buvo 74 17 %, atitinkamai, o neveikiančio reaktoriaus ventiliaciniame ore 22 % ir 67  5 %. 60Co aktyvumo koncentracijos AE fakele... [toliau žr. visą tekstą]

Disertacijoje nustatyti 137Cs patekimo į Ignalinos AE aplinkos orą šaltiniai ir įvertinti ilgamečiai 137Cs aktyvumo koncentracijų ore pokyčiai. Radionuklidų aktyvumo koncentracijos ore ir iškritose matuotos nuo 2004 iki 2009 metų Ignalinos AE poveikio zonoje. Gauta, kad metinės 137Cs aktyvumo koncentracijos pažemio ore pastaraisiais metais kinta su 30 metų mažėjimo pusiau trukme. Stebėta, kad šuoliški 137Cs aktyvumo koncentracijų pažemio ore padidėjimai koreliuoja su oro masių pernašos trajektorijomis, kertančiomis teritorijas, užterštas po avarijos Černobylio AE. Nustatytas radioaktyvių aerozolio dalelių augimas prisotintuose vandens garuose veikiančio RBMK reaktoriaus kondensatoriuje. Vieno kontūro atominės elektrinės aušinamame vandens gare inertinių dujų radionuklidai, skildami virsta šarminių ir žemės šarminių metalų elementais, tampa aerozolio gamybos centrais, absorbuoja vandens molekules ir per keliolika minučių ant jų, kaip kondensacijos branduolių, išauga radioaktyvios aerozolio dalelės. Klasikinis radionuklidų aktyvumo aerozolio dalelių, surinktų filtrais, bandiniuose nustatymas papildytas išplovimo distiliuotu vandeniu eksperimentais, matuojant radionuklidų aktyvumą bandiniuose iki ir po eksperimento. Gauta, kad 137Cs ir 60Сo dalis aerozolio dalelių, surinktų veikiančio reaktoriaus ventiliaciniame ore, tirpioje frakcijoje buvo 74  22 % ir 67  17 %, atitinkamai, o neveikiančio reaktoriaus ventiliaciniame ore – 24  5 % ir 20  5 %. 60Co aktyvumo koncentracijos AE... [toliau žr. visą tekstą] / Investigations on the determination of 137Cs sources in the Ignalina NPP environment air and the evaluation of changes of the long-term trend of 137Cs activity concentrations in the Ignalina NPP ground-level air were carried out in this dissertation. Radionuclide activity concentrations in the air and deposition were measured in the Ignalina NPP impact zone in 2004-2009. Results show, that in recent years annual 137Cs activity concentrations in the ground-level air in the Ignalina NPP region change with the half-time of 30 years. Observed episodic increases in 137Cs activity concentrations in the air correlate well with air mass transport trajectories that intersect territories, polluted with 137Cs after the accident at the Chernobyl NPP. The growth of radioactive aerosol particles in the oversaturated water vapour of the operating RBMK reactor has been investigated. In the one contour nuclear power plant coolant water steam, noble gas radionuclides decay into alkaline and earth-alkali metals, which become condensation nuclei and due to the absorption of water molecules in several minutes grow into radioactive aerosol particles. The classical method of the radionuclide activity determination in aerosol particle samples, collected on filters, was supplemented with experiments on the leaching of aerosol particles using the distilled water and measurements of radionuclide activities in samples before and after the experiment. Results show that the quantity of 137Cs and 60Сo in... [to full text]