RSF-0073

Projekt si prizadeva nasloviti glavne neznanke v zvezi z atmosferskim živim srebrom (Hg). Prva neznanka je v kemijski sestavi atmosferskega Hg, ki je trenutno zgolj teoretično predvidena, brez eksperimentalnih dokazov. Druga neznanka se nanaša na slabo poznane procese in transformacije, ki se lahko pojavijo pri atmosferskem Hg. Tu je glavni vir negotovosti pri procesih v heterogeni fazi (preplet plinaste, tekoče in trde faze). Na koncu vse te neznanke in negotovosti privedejo do netočnih računalniških modelov, ki napovedujejo koncentracijo Hg v zraku. S tem v mislih ima projekt AtMoMer cilj identificirati kemijske spojine atmosferskega Hg, pridobiti informacije o neznanih heterogenih procesih Hg, ter glavne ugotovitve vključiti v računalniški model in s tem izboljšati točnost simuliranih podatkov.

1. Faza: Kvalitativna masna spektrometrija za identifikacijo atmosferskega Hg

V tej fazi bomo razvili prilagojeno analizno metodo, s katero bo možno prvič direktno zaznati kemijsko sestavo Hg v zraku. Metoda bo temeljila na masni spektrometriji (MS), kjer se bomo osredotočili na kemijsko ionizacijo pri atmosferskem tlaku, specifično na uporabo t. i. »paper spray« (PS) tehnike. PS-MS bomo validirali z uporabo že razvitih virov oksidiranega Hg (Hg^II) v zraku, nato pa bomo prešli na realne vzorce zraka. Hkrati bomo v prvi fazi s pomočjo radioaktivnega sledilca ¹⁹⁷Hg postavili metode za študije heterogene kemije, ki bodo potrebne v drugi fazi.

2. Faza: Heterogena kemija atmosferskega Hg

Metode, validirane z ¹⁹⁷Hg v prvi fazi, bomo v drugi fazi uporabili za simulacijo heterogene kemije pri kontroliranih laboratorijskih pogojih. Simulirali bomo aerosole (reaktivna jedra heterogene kemije), s podobno sestavo, kot jo najdemo v okolju. To vključuje NaCl/KCl aesorole kot primer morskih aerosolov,  (NH₄)₂SO₄/NH₄NO₃ kot primer aerosolov antropogenega izvora, mineralni prah z Fe(II) kot primer Saharskih aerosolov, ipd. Namen teh eksperimentov je zagotoviti kinetične parametre, kateri bodo v tretji fazi vključeni v računalniške modele.

3. Faza: Računalniško modeliranje

Kinetični parametri, pridobljeni v drugi fazi za heterogene procese Hg, bodo vključeni v kemijski transportni model GLEMOS (»Global EMEP Multi-Media Modeling System«). Poudarek bo na numeričnih testih občutljivosti modela na vpeljane kinetične parametre. S tem bomo dobili podatek o globalni relevantnosti naših rezultatov, ter do katere mere lahko naše ugotovitve dejansko vplivajo na globalni biogeokemijski krog živega srebra.

Vodja projekta: dr. Jan Gačnik

Sodelujoče raziskovalne organizacije

Sestava projektne skupine