Heavy metal transport and evolution of atmospheric aerosols in the Antarctic region
Loading...
Official URL
Full text at PDC
Publication date
2020
Advisors (or tutors)
Editors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Elsevier
Citation
Abstract
Suspended particulate matter (SPM) measurements and backward air mass trajectory analysis using the HYSPLIT model were performed to better understand the main sources and transport pathways of heavy metals in atmospheric aerosols reaching the Antarctic region. Field campaigns were carried out during the austral summer 2016–2017 at the “Gabriel de Castilla” Spanish Antarctic Research Station, located on Deception Island. Aerosols were deposited in an air filter through a low-volume sampler and chemically analysed using Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS). The study of air masses and high enrichment factor values of several elements (Hf, Zr, As, Cu, Sn, Zn, Pb) together with their correlations (Hf/Zr, V/As, Ti/Mn and Cu/Sn) suggests a potentially significant role of three main sources in this area: remote maritime traffic, local petrol combustion (generators and/or tourist cruises), and remote/local crust. Additionally, the investigation of atmospheric flow patterns through backward trajectory analysis revealed that Hf/Zr correlation was related to a remote crustal origin, V/As to anthropogenic local pollution, Ti/Mn to terrestrial inputs on the island and Cu/Sn to remote anthropogenic sources. Overall, the present study demonstrates the existence of anthropogenic pollution at this remote site from distant as well as local sources following the Antarctic circumpolar wind pattern.
Description
En el presente trabajo se realizaron mediciones de partículas en suspensión (SPM) y análisis de trayectorias de masas de aire hacia atrás utilizando el modelo HYSPLIT para comprender mejor las principales fuentes y vías de transporte de metales pesados en aerosoles atmosféricos que llegan a la región antártica. Las campañas de campo se llevaron a cabo durante el verano austral 2016-2017 en la Estación de Investigación Antártica Española "Gabriel de Castilla", situada en la Isla Decepción. Los aerosoles se depositaron en un filtro de aire a través de un muestreador de bajo volumen y se analizaron químicamente mediante espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). El estudio de las masas de aire y los altos valores del factor de enriquecimiento de varios elementos (Hf, Zr, As, Cu, Sn, Zn, Pb) junto con sus correlaciones (Hf/Zr, V/As, Ti/Mn y Cu/Sn) sugiere un papel potencialmente significativo de tres fuentes principales en esta zona: tráfico marítimo remoto, combustión local de gasolina (generadores y/o cruceros turísticos) y corteza remota/local. Además, la investigación de los patrones de flujo atmosférico mediante el análisis de trayectorias hacia atrás reveló que la correlación Hf/Zr estaba relacionada con un origen remoto de la corteza, V/As con la contaminación local antropogénica, Ti/Mn con entradas terrestres en la isla y Cu/Sn con fuentes antropogénicas remotas. En conjunto, el presente estudio demuestra la existencia de contaminación antropogénica en este remoto emplazamiento procedente tanto de fuentes lejanas como locales siguiendo el patrón de vientos circumpolares antárticos.