A
ck
n
ow
l
ed g
em
ent
sI
w
o ul d l i k
e to th
a nk
m
y f
am
i l y
a nd f
ri
e nd
sf
or th
ei
r s up p
or t a nd
e n c o u r ag
em
e n t.I
w
o ul d
e sp
e cia
l l y l i k
e to th
a nk D
a vi d L
ei
th f
o rh
is
p
ati
e n c e,k i
nd
n e s s a nd i
n tel l i
g
e n c e .T h i
sp
r oj
e ctw
o ul d h
a v eb
e e nim
p
o s si b l
ew
i
th
o u t th
eh
el
p
of
J
oh
nB
row
n .H
is
ch
e e rf
ul
ap p
r o a ch
tow
ork
w
asin s
p i
rati
o n al
.T
ab l
e of C
o nt
e nt
sL i
st of F i g
u r e siv
L is
t of T
ab
l
e s vF
o rw
a rd
vi
A b
str a ct1
I
n tr od
u ctio n
2
T h
eG
a sT
r a c e rM
eth
od
8
E
xp
e ri
m
e n ts1 0
R
e s ul
ts1 4
D i
s c u s si
o n1 5
R
ef
e r e n c e s18
A p p
e nd i
xA
-1
L i
st
of F i
g
u r e sF i
g
u r e1
.S
ch
em
ati
c of
th
eE
xp
e ri
m
e n tal A
p p
a r atu s2 6
F i
g
u re2
.D
u stS i
z eD i
stri b
uti
o n2 7
F i
g
u r e3
.D i
stri b
uti
o n of K
-
V
al
u e s2 8
F i
g
u r e4
.M
I R A
N
C
al i b
r ati
o nL
o op
A
-
6
F i
g
u r e5
.M
I R A
N
C
al i b
r ati
o nC
u r v eA
-
7
F i
g
u r e6
.M
I R A
N
S
am
p
l i
ng
C
o nf i
g
u r ati
o nA
-
8
F i
g
u r e?
.E
xp
e ri
m
e ntal
C
h
e ck l i
stA
-1 0
F i
g
u r e8
.E
xam
p
l
e of
anE
xp
e ri
m
e n tal R
u nSh
e etA
-
1 1
F i
g
u r e9
.P
M
ioH
i
-
V
o
l
C
al i
b
r ati
o nW
i
th R
eg
r e s si
o nL i
n e,S
am
p
l
e r3 8 8 1
A
-1 4
F i
g
u r e1 0
.P
M
,o
H
i
-V
ol C
al i b
r ati
o nW
i
th R
eg
r e s si
o nL i
n e,S
am
p
l
e r3 8 8 4
A
-1 5
F i
g
u r e1 1
.T
SP
H
i
-
V
ol
C
al ib
ra
ti
o nP
oi
n tsW
i
th R
eg
r e s si
o nL i
n eA
-1 6
F i
g
u r e1 2
.D
ry G
a sM
ete rC
al
i
b
r ati
o nP
oi
ntsW
i
th Reg
re s si
o nL i
n eA
L i
st
of T
ab l
e sT
ab l
eI
.D
ataF
r om
E
xp
e ri
m
e ntsU
sin
g
T S P
H
i
-
V
ol
A
-9
T
ab l
eEL
.D
ataF
rom
E
xp
e ri
m
e n tsU
si
ng
P
M
ioH
i
-
V
o
l
sA
-1 2
T
ab l
em
.D
u stM
a s sF
r a cti
o nA
rri
vi
ng
atP
M
i oH
i
-
V
F
orw
a rd
T h i
sw
o rk
a r o s ef
r om
a nE
n vi
r o nm
e n tal P
r o te cti
o nA
g
e n cy
(
E P A
)
f
u nd
ed p
r oj
e ctex ec u te
d i
n th
e s um m
e r of 1 9 9 3
.T h
atp
r oj
e ctw
a s a r e vi
ew
of
m
eth
od
sf
o rm
e a s u ri
ng
f
ug
i
ti
v eP
M
,oem
i
s si
o n s, a nd
r e s ul
ted i
n ap
ub l i
cati
o n .W
i
th
a c c um
ul
ati
ng
ep
i d
em
i
ol
og
i
c e vi d
e n c e th
at c urr e ntl
e v el
s of
am
b i
e n td
u sth
a v ei
m
p
o rta n t neg
ati
v ei
m
p
a cts o np
ub l i
ch
e alt
h
, a nd
u nd
e r th
ei
nf l
u e n c e of
anA
m
e ri
c a nL
u ng
A
s s o ci
ati
o nl
aw
s ui
t, th
eE P
A
h
asb
e e n u nd
erp
re ssu re toi
n creas ei
tsA b
str actF
ew
stud i
e sh
av e ad
d
r e s s ed
th
e ac c u ra cy
of
m
eth
od
sf
o rm
eas u ri
ng
f
ug
i
ti
v ed
u ste
m
i
ssi
o n r ate s.W
em
e as ured
th
e ac c ur acy
of
th
eg
as tr ace rm
eth
od
u nd
er sp
e ci f i
cc o n
d i
ti
o n s, tod
ete rm
i
n ei f
th i
sm
eth
od
w
a rr a n tsf
u r the r stud y
.T h
eg
a s tr a c erm
eth
od i
sb
a s ed
o n th
e a s s um
p
ti
o n th
at th
e r atio o
f
m
a s s e s of
e
m
i
t ted
d
u st to em
i
t ted
g
a s eq
u al
s th
ed
ow
nw
i
nd d
u st tog
a s c o n c e n tr ati
o n r atio
.We
m
od i f y
th is
m
od
el b
y
m
ul
ti
p
l
y
i
ng
th
e r ati
o of d
ow
nw
i
nd
c o n c e ntr ati
o n s of d
u st a nd
g
asb y
a c o n sta nt,k
.A
v al
u e of k
=l
w
o ul d
m
ean th
at th
eg
as tr ac erm
od
el
w
o rk
sp
e rf
e ctl
y
.K
n ow
nm
a s s e s of
d
u st a nd
s ul f
u rh
exaf l
u o ri
d
ew
e r e em
i
t ted
.T
h
e em
i
s si
o n sw
e r e tim
ed
tod
ete rm
i
n e em
i
s si
o n r ate s.C
o n c e ntrati
o n s of d
u st a nd
tr a c e rw
e r em
e a s u r ed f
i
v em
ete r sd
ow
nw
i
nd
of
th
e em
i
s si
o n si
te.T h
e exp
eri
m
e n tw
asp
e rf
o rm
ed
si
xte e n ti
m
e s;i
n e a ch
cas ew
ed
eterm
i
n ed
am
e a s u red
d
u st em
i
s si
o n r ate, ag
a s tr ac e rp
r ed i
cti
o n of
th
e em
is s
io n
r ate, a nd
a v al
u e of
k
.T h
em
e a nk
-v a
l
u ew
a s1
.0 3
; th
e sta nd
a rd d
e vi
ati
o nw
a s0
.14
.G
a s tr ac e rp
r ed i
ctio n s
w
e r ew
i
th i
n tw
e n ty
-f
i
v ep
e r c e n t of
th
e a ctu al d
u st em
i
s si
o n r atei
n nin e
ty
-f
o u rp
erc e nto
f
th
e te st r u n s.T h
eg
a s tr a c e rm
eth
od
sh
ow
ed
ex c el l
e nt a c c u racy
u nd
e r th
e te sted
I
n tr od
u cti
o nT h
eU
.S
.g
o v e r nm
e ntf i
r st r eg
ul
ated d
u st c o n c e ntr a ti
o n si
n am
b i
e nt ai
ri
n1 9 7 1
.A
t th
at ti
m
e, aN
ati
o nal
A
m
b i
e n tA i
rQ
u al i
ty S
tand
ard
(N A
A
Q
S
) w
a s cr e ated f
or to tal
s u s
p
end
ed
p
a rti
c ul
ate s(
T SP
)
.T h
eU
.S
.E
n vi
r o nm
e ntal P
r ote cti
o nA g
e n cy
(
E P
A
)
r e v
i
s ed
th i
sSt
a nd
a rd i
n1 9 8 7
,i
n re sp
o n s e to e vi d
e n c e th
at sm
al
l
e rp
a r ti
cl
e s th
r eate nh
eal
th
m
ore th
anl
a rg
e r o n e s; n ew
r ul
e sd
ef i
n ed
al l
ow
ab
l
e c o n c e n trati
o n si
n te rm
s of
d
u stw
i
th
a n om
i
n al
a e r od
y
n am
i
cd
i
am
ete r of
te nm
i
c r o n s o rl
e s s(
P
M
io)
\
F
ug
i
ti
v ed
u stm
ay
b
ed
efi
n ed
as em
i
t ti
ng
f
r om
s o ur c es n ot v e nti l
ated b y
a sta ck
o r ta
i l
p
i
p
e.S
u ch
s o u r c e si
n cl
ud
ed i
rt r o ad
s, c o n str u ct
i
o n si
te s,p
l
ow
ed f i
el d
s, op
e np
i
tm
i
n e s, c o al
p
i l
e s,m
ateri
al
sh
a nd l i
ng
op
er ati
o n s, a nd
m
any
o th
e r s .S
tud i
esi
nl
o cal i
ti
esw
i
th
ai
r exc e ed i
ng
al l
ow
ab l
ed
u st c o n c e n trati
o n sh
av e sh
ow
n th
atf
ug
i
ti
v ed
u st u s u al l
y
c o
m
p
ri
s e s am
aj
o r s o u r c e of P
M
io em
i
s si
o n s"
.T h
eC l
e a nA
i
rA
ct a nd i
ts19 9 0
am
e nd
m
e nts r eq
ui
re state s a nd l
o c al i
ti
e sh
a vi
ng
e x c e s s
i
v eP
M
j o c o n c e n tr ati
o n s to c om
p
l
y w
i
th E P
A
sta nd
a rd
s.T
o c om
p
l
y
, a statem
u std
ete rm
i
n ew h
at s o u r c e s c a u s e exc e s si
v ed
u st c o n c e ntr ati
o n s, a nd h
ow
m
u ch P
M
j oc o
m
e sf
r om
e a ch
s o u r c e.T
oh
el
p p
r o vi d
e th i
si
nf
o rm
ati
o n , th
eE P A d
e v el
op
ed A P
-4 2
*,
a c ata
l
og
of
em
i
s si
o n e sti
m
ate s.A P
-4 2 l i
sts em
i
s si
o nf
actorsf
o rm
o sti
m
p
o rta nt s o u r c e s.E
m
i
s si
o nf
a cto r s u s u al l
y
r e
l
ate a n em
i
s si
o n r ate to a u ni
t of
a cti
vi
ty
—e.g
.k i l
og
r am
s of
d
u st em
i
t ted
p
er to n of
c o a
l
h
a nd
l
ed
.H
ow
e v e r, s om
e stud y
r e s ul
tsd
i
s ag
r e ew
i
th
th
eA P
-
4 2
em
i
s si
o nf
a ctor s.
F
o r e x am
p
l
e,Z i
m m
e r et al
. ^a r e a; thes e
f
a cto rs r ang
ef
rom
l
es s th
an o ne s even th
t om
o re th
and
o ub l
e th
o s ep
ub l i
sh
ed i
nA P
-4 2
.
A l
th
o ug
h A P
-
4 2 h
a s em
i
s si
o nf
a ctorsf
o rm
a ny d
u st s o ur c e s, n ote v er
y
s o ur c ei
n e v ery
si
tu ati
o n canb
e catal
og
u ed
. Bu si
n e s s e s o rg
o v er nm
e ntsm
ay f
e el
t
h
at th
ep
ub l i
sh
ed
em
i
s si
o nf
a ctor sd
o n ot ap p
l y i
np
a rti
c ul
ar si
tu ati
o n s, o r th
ey
m
ay
b
el i
e v e th
at th
ep
ub
l i
sh
ed
em
i
s si
o nf
acto ri
si
n a c c u r ate.E P
A
c o nti
n u e s tod
e v el
op
e
m
i
s si
o nf
a cto r sf
o rp
r e vi
o u sl
y
u n stud
i
ed
s o u r c e s, a nd
tod
e v el
op
n ew f
a cto rsw
h
eret
h
e ol
d
o n e s a r eb
as ed
o nT SP
r ath
e r th
a nP
M
j o stud
i
e s.D
e v el
op m
e nt of
a n em
i
s si
o nf
acto r r eq
ui
r e sm
e a s ur em
e n t of
an em
i
s si
o n r ate.F
rank
el
*r e v
i
ew
ed
m
eth
od
sf
orm
eas u ri
ng
f
ug
i
ti
v ed
u st em
i
s si
o n s.T h
eq
u asi
-stac
k
m
eth
od
''"
i
s u s ed
f
o r s o u r c e s th
at c a nb
e e n cl
o s ed
, atl
e a st tem
p
o ra ri l y
.T h
e s o ur c e tob
em
eas ured i
s e n cl
o s ed
o rh
o od
ed
, a nd
th
e em
i
s si
o n s a r ed
u cted
aw
ay
at ak
n ow
nv e
l
o ci
ty b y
u s e of
af
a n; th
e exh
a u sti
s s am
p
l
ed i
s ok i
n eti
c al l
y
i
n th
ed
u ct,w
h
eresta n
d
a rd
stack
s am
p
l i
ng
tr ai
n s s u ch
a sE P A
M
eth
od
s2 0 1
or2 0
1A
m
ay b
e u s ed
.T h
er o o
f
m
o ni
to rm
eth
od
" "i
s u s ed f
o r s o u rc e s al
read
y
e n cl
o s ed i
n a stru ctur e.I
n th i
sm
eth
od
, e a ch
op
e ni
ng
i
n ab
ui l
d
i
ng
o r o th
e r str u ctu rei
sm
e a s u r ed
f
or cro s s s e cti
o n al
a r e a, a
i
r sp
e ed i
nto o r o ut of
th
eb
ui l d i
ng
, a nd d
u st c o n c e ntr ati
o n at th
e op
e ni
ng
.T h
ep
r od
u ct of
th
e s e v a ri
ab
l
e sg
i
v e s th
e em
i
s si
o n r atef
o r e a ch
op
e ni
ng
.T h
e s um
of
e
m
i
s si
o n r ate sf
o r al l
of
th
e op
e ni
ng
si
s th
e em
i
s si
o n r atef
o r th
e str u ctu re a s aw
h
ol
e.T h
ep
o rtab l
ew
i
nd
tu n n el
m
eth
od
^^ ^ ''
i
s u s ed
tom
e a s ure em
i
s si
o n r ate sf
r om
w
i
nd
er o si
o n .A
n op
e n-
b
o t tom
b
oxw
i
th i
n tak
e and
o utfl
ow
d
u ctsi
sp
l
ac ed
o n ans ur
f
a c e .A f
anb l
ow
s ai
r th
r o ug
h
th
ed
u cts al
o ng
th
e s urf
ac e at v a rio u s s
p
e ed
s. Th
eex
h
au stis s a
m
p
l
ed i
s ok i
n eti
cal l y
.M
a ny
stud i
e sh
a v e u s ed
th
e exp
o s u r ep
r ofi l i
ng
m
eth
od
'^' ^ ^ '^^f
o r "p
oin
t"s o ur c e s,
"
l i
n e" s o ur ce s(
ro ad
s)
, and
sm
al l
ar e a s o u r c e s s u ch
a s sm
al l
stor ag
ep
i l
e s o rm
ateri
als
h
and l i
ng
op
e r ati
o ns.I
n th i
sm
eth
od
, s e v e r al
am
b i
en t s am
p l
e r s a red
ep
loy
ed
a t v a rio u sh
ei
g h
ts al
o ng
a tow
e r ty p
i
c al l
y
f
o u r to te nm
ete r sh i
gh
.F
o rp
oi
n t o r sm
al l
a r e a s o u r c e s ,s e v er a
l
tow
er s a r ed
ep
lo
y
ed i
n a n a r r ay
d
ow
nw
in
d f
rom
th
e s o u r c e.L in e s o u
rc e sm
ay
r e
q
ui
r e o nl
y
a si
ng
le
tow
e r.T h
e s am
p
l
ers ar eq
u a si
-i
s ok i
n eti
c.
F
o r each
s am
p
l
e r, ane x
p
o s ur e v ari
ab l
ei
s c al
c ul
ated f
r om
th
e n etd
u st c o n c e ntr ati
o n, th
e ap p
ro a ch i
ng w
i
nd
s
p
e ed
, a nd
th
e s am
p
l i
ng
ti
m
e .E
xp
o s u r eis
th
e n n um
eri
c al l
y
i
nteg
r ated
v e r ti
c al l
y
a nd
h
o ri
z o n tal l
y
(
o r o nl
y
v e rti
c al l
y f
o rl i
n e s o u r c e s)
to ob
tai
n an em
i
s si
o n r ate.T h
e up w
i
nd
-d
ow
nw
i
nd
m
et
h
od
^ ^'^ ® "^h
a sb
ee n em
p l
oy
ed f
o r a v a ri
ety
of
s o ur c eg
e om
etri
e s.I
n th i
sm
eth
od
, s e v e r a
l
d
ow
nw
in
d
am
b i
e nt s am
p
l
ers a s c ertai
n th
e am
b i
e n td
u st c o n c e ntr ati
o n at e a ch
sam
p
le
r si
te .S
ub
tra cti
ng
th
e up w
i
nd
am
b i
e n t c o n c e ntra tio n
g
iv e s n e
t c o n c e n tr ati
o n s.E
a ch
n et c o n c e n tr ati
o ni
s th
e n u s ed w
i
th
m
ete o r ol
og
i
c al
i
nf
o rm
atio n
i
n ad
i
sp
e r si
o nm
od
el
to s ol
v ef
o r a n em
i
s si
o n r ate.S
c al
em
od
el
w
i
nd
tim
n el
m
eth
od
s^
^h
a v eb
e e n u s ed
o c casi
o n al l y
.T h
e s em
et
h
od
si
n v ol
v eb
ui
l d
i
ng
a r ed
u c ed
- si
z em
od
el
of
th
ep
r o c e s s o r te r r ai
n of
in
te r e st, a nd
s o
m
em
e a n s tom
e a s u r ed
u st em
is s
io n s
f
r om
th
em
od
el
.T h
eg
a s tra c erm
eth
od
^ * ^^h
asb
e e n u s ed i
n af
ew p
ub l i
sh
ed
stud i
e s.T h i
sm
eth
od
entai l
s th
e rel
eas e of
ak
n ow
nq
u anti
ty
of
g
as e o u s tr a c e r at th
e site of d
u stT h
ed
ow
nw
i
nd d
u s t-to- tr ac er c o n c e n trati
o n r ati
oi
s eq
u ated
to th
em
as s r ati
o of
em
i
t ted
d
u st to tr a c e r.B
e c a u s e th
ed
ow
nw
in
d
c o n c e n tr ati
o n s of d
u st a nd
tr a c e r a r em
eas u r ed
,a n
d
th
ee
m
i
s si
o n r ate of
tr a c erg
asis
k
n ow
n , th
ed
u st em
i
s sio n
r ate canb
ed
eterm
in e
d
a
l g
eb
r ai
c al l y
.P
a r ti
cul
ate tr a c e rm
eth
od
s * ^** *a r e s
i
m
i l
a r and h
ave al
s ob
e en u s ed
o c c a s
i
o n al l
y
.T h
e s eh
av e u s u al l
y
u s ed f l
u or e s c e nt o rp
h
o sp
h
o r e s c e n t c o ati
ng
s o rd y
e so n tr ac er
p
a r ti
cl
e sin s
te ad
of
a tr a c e rg
a s.A
l l
m
eth
od
sf
o rm
e a s u ri
ng f
ug
i
ti
v ed
u st em
i
s si
o n sh
a v el i
ab i l i
ti
e s.T h
eq
u a si
-sta c
k
m
eth
od
r eq
ui
r e sb
ui l d i
ng
an e n cl
o s uref
o r th
ed
u sty p
r o c e s s, a nd
th
e a s c e rtai
ru ng
t
h
at th
e e n cl
o s ur e a nd
f
and
o n o t af f
e ct th
e u s u al
r ate of
d
u st em
is s
io n s
.T h
e ro of
m
o ni
to rm
eth
od
c a np
r e s e nt a s af
ety
h
a z a rd
to th
ep
ers o rm
el
c o nd
u cti
ng
th
e s am
p
l i
ng
.I
t al
s op
o s e sp
r ob
l
em
s of
v a ri
ab l
e,l
ow
o r n eg
ati
v ef
l
ow
r ate s at v a rio u s o
p
e ni
ng
sin
th
eb
ui l d i
ng
.T h
ep
o rtab l
ew
i
nd
tu n n el
m
eth
od i
s o nl
y
u s ef
ul f
ord
u st em
i
t ted b
y w
i
nd
e r o s
i
o n .I
td
ep
e nd
s o n th
e a s s um p
ti
o n th
at th
e c o nd i
ti
o n si
n th
ew
i
nd
tim
n el d
up
l i
catet
h
o s ei
n th
e atm
o sp
h
e r e.T h
e up w
in
d
-d
ow
nw
in
d
m
eth
od
r el i
e s o nd i
sp
e r si
o nm
od
el in
g
a nd
s uf fe
rsf
r om
i
n a c c u ra ci
e sin
h
e r e nti
n th
atp
r o c e s s.W
i
nd
th
atb l
ow
si
n sl i
g
h
tl
y
d i f f
er e ntd i
r e cti
o n s att
h
e s o u r c e a nd
r e c ep
to rp
r e s e nts a n e sp
)e ci
al ly d
i
f f i
c ul
tp
r ob
le
m
.E
v e n im
d
e r exc ell
e n tm
ete o r ol
og
i
c al
c o nd
i
ti
o n s, o iU
y
a ti
ny p
a rt of
a v e ry d
i l
u ted
d
u stp
l
um
ei
s s am
p
l
ed
,a n
d
r a nd
om
p
lu
m
ei
r r eg
ul
ari
ti
e s c a n sk
ew
em
i
s si
o n s e sti
m
ate s.T h
e e xp
o s ur ep
rof
i l i
ng
m
eth
od
m
u stb
e u sed d
o s e to th
ed
u st s o ur c e and
i
si
n ap p
r op
ri
atef
o rl
a rg
e a r e a s o u r c e s.I
t u s e s s om
e eq
ui
p
m
e nt th
ati
s n ot c om m
e r ci
al l
y
a v ai
l
ab l
e.T h
em
eth
od
al
s o suf f
e r sf
rom
afl
aw
i
ni
tsm
a ss co ns e rv atio n
ap p
ro a ch
,b
e cau s e s om
ed
u stm
ay d
ep
o si
t o n th
eg
r o u nd
b
etw
e e n th
e s o u r c e and
th
e s am
p
l i
ng
to
w
er; th i
sd
u sti
s vm
ac c ovm
ted f
orb
y
th
e exp
o s u r ep
r of i l i
ng
m
od
el
, a nd h
a s n e v e rb
e e nq
u a nti f ie
d
.I f
a si
g
ni f i
c a ntq
u a nti
ty
of d
u std
ep
o si
tsb
ef
or e r each i
ng
th
ep
rof i l i
ng
to
w
e r, th
en em
i
ssi
o n r atesw
i l l b
e u nd
e r e sti
m
ated
, and p
red ic
ti
o n s of d
ow
nw
i
nd
i
m
p
actb
as ed
o nd
i
sp
er si
o nm
od
el i
ng
m
i
g
h
tb
e u nd
e r e sti
m
ated
,p
a rti
c ula
rl y
i f
ad
i
sp
e r si
o nm
od
el
w
i
th
ad
ep
o si
tio n a
l
g
o ri
th
m
i
s u s ed
.T
h
e s c al
em
od
el
w
i
nd
tu im
el
m
eth
od is
real l y
a s e ri
e s of
m
eth
od
s; th
el i
ter atur esho
w
s n o ap p
a r e nt c o n s e n s u s o n th
e c o r re ctd i
m
e n si
o n al
a n al
y
si
s,m
e a sv irin
g
te c
h
ni
q
u e s, o r oth
e rp
r oto c ols
to ap p
l
y
.E
rro r a n al y
s e s of
p
a rti
c ul
ate tr ac erm
eth
od
s* ^"* ^h
av e s ug g
e sted
th
at th
ey
h
a v eg
re ate r er r o r th
a nm
eth
od
s th
at ar e e a sie r
to u s e^^.T h
eg
a s tr a c e rm
eth
od
c a n n otb
e u s ed f
o r a r e a s o u r c e s u nl
e s s th
ed i
sp
e r si
o n of
t
h
e tr a c e rg
a sp
l
im
i e r e s em
b l
e s th
ed
i
sp
er si
o n of
th
ed
u stp
l
um
e.A l
s o,i f
th
ed
u st and
g
a sp
l
um
e sd
o n otm
i
x ad
eq
u atel
y
, th
e n th
em
eth
od w
i l l
b
ei
n a c c u r ate.H
ow
e v er,
f
o re st
i
m
ati
ng
em
i
s si
o n sf
rom
p
oi
n t s o ur c e s, th i
sm
eth
od
h
a s ad
van tag
e s.I
t u s e sc o
m
m
e r ci
al l
y
a v ai l
ab l
e eq
ui
p
m
e n t.T h
e tr a c e rg
a s s am
p
l
e sm
ay
b
e s e nt o u tf
o ra n a
l
y
si
s, s o a n al y
ti
c al
eq
ui
p
m
e n t n e ed
n otb
ep
u r ch
a s ed
.T h
e te sts th
em
s el
v e s canb
ei
n exp
e n si
v e.T h
em
eth
od i
s ap p
l i
c ab l
e tob
oth
e nd
o s ab l
e a nd
u n e nd
o s ab l
e s o u r c e s.T h
e a c c u racy
of
any
em
i
s sio n
f
a cto rw
i l l d
ep
e nd
up
o n th
e ac c u r acy
of
th
ee
m
i
s si
o nm
e a s u r em
e ntf
rom
w
h i
ch i
tw
a sd
e ri
v ed
.U
nf
o rtu n atel
y
, r el
ativ e
l
y
f
ew
at te
m
p
tsh
a v eb
e e nm
ad
e to v al i
d
ate em
i
s si
o nm
eas u r em
e n ts; c o n s eq
u e ntl
y
th
eA
m
o ng
th
e st ud i
es th
ath
av e tri
ed
to v al i d
ate em
i
s si
o nf
a cto rs, o n e ap p
r oach h
a sb
e e n to c om
p
a r e em
i
s si
o nf
a cto rsd
eterm
i
n ed
u si
ng
o n em
ethod w i
th
em
i
s si
o nf
a cto rsf
or th
e s am
e s o u r c ed
ete rm
i
n ed
u si
ng
ad i f f
ere n tm
eth
od
^ "^.
T h
ep
r ob
l
em
w
i
th
th i
sa
p p
roach i
s th
ati
tp
ro vi d
es n oi
n si
g
h
ti
ntoh
ow g
o od
eit
h
er em
i
s si
o nf
actori
s.E i
th
eror bo t
h
m
ethod
sm
ay
in trod
u ce sy
stem
atic or r and
om
e r ro r of
ani
nd
ete rm
in atem
ag
ni
tud
e a nd d i
r e ctio n.A
l
s o, c om
p
a ri
ng
em
i
s si
o nf
a cto r si
n ste ad
of
em
i
s si
o nm
eas u r em
e n tsi
ntr od
u c e sp
ro c e s s v a ri
ab l
e s th
ath
av el i
t tl
e tod
ow
i
th
th
em
e a s u r em
e ntit
s el
f
.O
th
e r stud
i
e s" -* ^-^h
a v e u s e
d
er ro r anal
y
s e si
n a n at tem p
t tod
eterm
i
n e a c c ur acy
.A
l
th
o ug
h
s u ch
a n a n al
y
si
si
s u s ef
ul
to th
e e xte nt th
at e r r o rh
asb
e e nq
u a nti f i
ed f
ors
p
e ci f i
c a sp
e cts of
am
e a s u r em
e ntm
eth
od
—s u ch
as e r r o ri
nf i l
terw
ei
g
h i
ng
—i
t c aim
otd
ete rm
i
n e th
ei
n a c c ura cy
i
np
a rts of
th
em
eth
od
f
o rw
h i
ch
th
ei
ntri
n si
c er ro rh
a s n ota
l
r e ad y
b
e e nq
u a n ti f i
ed
—s u ch
a s th
e e r r o rf
r om
ex c e s s em
i
s si
o n si
nd
u c ed b y
th
ef
a ni
nthe
q
u a si
-sta ck
m
eth
od
.
A
th i
rd
ap p
r o a ch h
a sb
e e n to u s e o n em
eth
od
to tak
em
ul
ti
p
l
e, si
m
ul
ta n e o u sm
eas u r em
e nts of
em
i
s si
o n sf
r om
th
e s am
ed
u st s o u r c e^ ^'* ".T h
e s em
e a s u r em
e nts a r et
h
e n c om
p
a r ed
.S
u ch
a c om
p
ari
s o nd
e term
i
n e sp
re ci
si
o n,b
u t n ot a c c u r a cy
.T h
em
e a s u r em
e ntsm
i
gh
t c om
e v e ry
cl
o s e to e a ch
o th
e rb
u t v a ry g
r e atl
y
f
r om
th
e tr u eva
l
u e.A
b
et te r ap p
r oach
tod
ete rm
i
ni
ng
a c c ur acy i
s to ob
tai
n ak
n ow
n em
i
ssi
o n r atea n
d
c om
p
a r ei
t to th
e em
i
s si
o n r at
ed
ete rm
i
n ed b y
af
ug
i
ti
v ed
u stm
e a s u r em
e nt
m
et
h
od
.O
n em
i
gh
t a s c e rtai
n th
e tr u e em
i
s si
o n r ate,f
o r e x am
p
l
e,b y w
ei
gh
i
ng
o ut am
a s s of d
u st and
a e ro sol
iz ing
i t o v e r a k n ow
n tim
ep
e riod
. Few
exp
e r im
en ts of
t h ist
y p
e ap p
eari
n th
el i
teratu re.G
e ng
xi
n et al
.^
f
o u n
d
th
at th
ey
c o ul d d
eterm
i
n ef
ug
i
ti
ved
u st em
i
s si
o n r ate sw
i
th i
n af
acto r of
tw
ofr
om
th
ek
n ow
n rate, ei
g
h
ty
p
er c e n t of
th
et
i
m
e, u si
ng
th
e up w
i
nd
-
d
ow
nw
i
nd
m
eth
od
w
i
th
ad i
sp
ersi
o nm
od
el
th
ey
d
e v el
op
ed
.T h
e a c c ur acy
of
o th
erm
eth
od
sf
orm
eas u ri
ng f
ug i
ti
v ed
u st em
i
s si
o n r ate sr e
m
ai
n sl
a rg
el
y
u n stud
i
ed
.T h
e a c c u r a cy
of
em
i
s si
o nf
acto rsb
as ed
o n th
e s em
eth
od
sr e
m
ai
n s im
k
n ow
n ,p
e nd
i
ng
stud
i
e s of
th
e ac cv ir a cy
of
m
eth
od
s u s ed
i
n th
ei
rd
e v el
op
m
e n t.T h
eG
a sT
r a c erM
eth
od
I
n th
eg
a s trac e rm
eth
od
, ak
n ow
n am
o u n t of
tr a ce rg
asi
s r el
eas ed
at th
e si
te of
d
u st em
i
s si
o n .D
ow
nw
i
nd
s am
p
l
e s of d
u st a nd
tr a c e rg
a s ar e c ol l
e cted
at th
e s am
ep
l
ac e a nd
ti
m
e, a nd
th
ei
r c o n c e n trati
o n s a r ed
ete rm
i
n ed
.S
tud i
e s c om m
o nl y
u s e s ul f
urh
excif l
u o ri
d
e a s a tr a c e rb
e c a u s ei
ti
s e a si l
y
d
ete ctab
l
e a tl
ow
c o n c e ntr ati
o n s, r el
ati
v el
y
i
n e rt,m
i
ni
m
al l
y
to xi
c a nd
n o n-
f
l
am m
ab l
e* *.
T h
eg
as tr a c e rm
eth
od
a s s um
e s th
at th
ed i
sp
ersi
o n of
tra c e rg
a sm
i
m
i
c s th
ed
i
sp
er si
o n of d
u st.I
f
th
i
s a s s um
p
ti
o ni
s c o r r e ct, th
e nQ
d =k
Q
t(C
d/
Q
)
(
1
)
k
= a c o n sta n tQ
j = tr a c er em
is s
i
o n ra teC
j =d
ow
nw
i
nd
n etd
u st c o n c e n trati
o nC
j =d
ow
nw
i
nd
n et tr a c e r c o n c e n tr atio n
T
o e stab l i
sh
ad
u st em
i
s si
o n r ate u si
ng
th
eg
a s tr a c e rm
eth
od
, v al
u e sf
o r al l
of
th
ev a r
i
ab l
e s o n th
e ri
g
h
t si d
e of
eq
u ati
o n(
1
)
a r ed
ete rm
i
n ed
, a nd
th
e nQ
^i
s ob
tain e
d
a
l
g
eb
r ai
c al l
y
.I
np
ri
n ci
p l
e, th
e v al
u e of
th
e c o n sta nt,k
, sh
o ul
d
b
e u ni
ty
.I
n r eal i
ty
,i f
t
h
e tr a c erg
a s a nd d
u std
o n otd i
sp
e r s ei
d
e n tic a
l l
y
,k
w
i l l
tak
e s om
e o th
er v al
u e.Se v e r a
l
c o nd i
tio n s
m
i
g
h
t af f
e ct th
e v al i
d
i
ty
of
th
e a s s um p
tio n a
b
o u t eq
u al
d
i
sp
ersi
o n of
g
a s a nd
d
u st.D
u st em
i
t ted
atg
r o u nd l
e v el
m
i
g
h
th
a v e ad i f f
ere n td
i
sp
e r s al p
at te r n th
a n th
e tr a c e rg
a s,b
e c a u s ed
u st th
at c om
e si
n c o n ta ctw
i
th
s u rf
a c e ss u c
h
a s th
eg
r ovm
d
te nd
s to stic
k
,w
h
ereas th
e tr ac erg
a sw
i l l
ref l
e ct.S
am
p
l i
ng
f
arf
r om
t
h
e s o urc ew
i l l
g
i
v e atm
o sp
h
eri
c turb
ul
e n c eg
r eater op p
or tim
i
ty
tob
ri
ng
d
u sti
n c o ntactw
i
th
th
eg
r o u nd
o r oth
e r s u rf
a c e s.E
q
u al
d
i
sp
e r sio n o
f g
a s a nd d
u st al
s o r eq
ui
r e st
h
o r o ug
h
m
i
xi
ng
of
th
eg
a s and d
u stp
l
um
e s.T h
e r el
ati
v eg
e om
etri
e s of
g
a s a nd d
u sts o u r c e s
w
i
ll
al
s o af
f
e ct th
e si
m
i
l
a ri
ty
of
d
i
sp
e r si
o n .F
o r e x am
p
l
e, a n a r e a s o u r c e of
d
u stw
i l l d i
sp
ers ed i f f
e r e ntl y
th
an ap
) oi
n t s o u r c e of
g
a s.F i
n al l
y
,g
r a vi
tatio n a
l
s et tl i
ng
b
e c om
e si
m
p
o rta n t a s a erod
y
n am
i
cd
i
am
eters of
th
ed
u stp
a rti
cle si
n c r eas e.S
m
al l
p
a rti
cl
e s sh
o ul d d
is
p
e r s em
o r el i
k
e ag
a s th
a nl
a rg
ep
a rti
cl
e s, s o th
at th
eg
a s tr a c erT h i
s stud y
w
a si
ni
ti
ated
tod
ete rm
i
ne th
e a c cur a cy
of
th
eg
a s tr a c e rm
ethod
u n
d
e r sp
e ci fi
c c o nd i
ti
o n s.W
e s u sp
e cted
th
at th i
sm
eth
od
m
ay h
av eb
e e n n eg l
e cted i
nt
h
ep
astb
e c au s ei
tp
r om
i
sed
tow
o rk
p
o orl y f
o rl
a rg
e si
z ef
r a cti
o n s of T S P
,d
u e to th
ee
f f
e ct of
g
ravi
tati
o nal
s et tl i
ng
.W
e ch
o s e to u s e th
eg
as trace rm
eth
od b
e cau s ei
ti
sre
l
a ti
v el y i
n exp
e n si
v e, a nd b
e cau s ew
e s u sp
e cted
th
ati
tw
o ul d
w
o rk
w
el l f
o rP
M
j qo rot
h
erf i
n ed
u st.E
xp
e ri
m
e n tsF i
g
u r e 1 sh
ow
s a s ch
em
ati
c of
th
e ap
p
a ratu s.A
r ota ry d
u stf
e ed
e rd
el i
v ered
d
u st to a v e ntu ri
ej
e cto r at a s el
e ctab l
e, c o n sta n t r ate.T h
e ej
e cto r,p
ow
e r ed b y
cy
l i
nd
er so
f
c om
p
r e s s ed
ai
r,m
ad
e a e r o s ol f
r om
th
ed
u st.T h
e em
i
s si
o n r atew
a sd
ete rm
i
n ed b
y
w
ei
g
h i
ng
th
em
a s s of
d
u st ej
e cted
a nd
ti
m
i
ng
th
e em
i
s si
o n .W
e u s ed
si
z e-c
l
a s si
f
i
ed A
ri
z o n a r o ad
d
u st(
P
ow
d
erT
e ch
n ol
og
i
e sI
n c.,B
u r n s vi l l
eM
N )
;i
ts si
zed i
stri b
u ti
o nw
asm
ea sur ed
w
i
th
aC
o ul
te r c o u nter .C
o n v e rsi
o n of
th
ec o u nt
d
i
stri
b
u ti
o ni
nto ad
i
stri
b
u ti
o nb
y
m
a s si
nd i
c ated
th
atp
ar ti
cl
e sf
rom
z e r o to te nm
i
c r om
ete r si
nS
tok
e sd i
am
ete r c om
p
ri
s ed
ap p
r oxi
m
atel
y
f
o rty
-fi
v e
p
e r c e n t of
th
em
as so
f
th i
sd
u st ; al l d
u stw
a s <2 1
m
i
a
om
ete r si
nS
tok
e sd
i
am
ete r.F i
g
u r e2
sh
ow
s th
e si
z ed
i
stri
b
u ti
o nb y
m
a s sf
or th i
sd
u st.C y
l i
nd
e r s of
ap p
r o xi
m
atel
y
te np
e r c e n t s ul f
u rh
e x af l
u o ri d
ei
n ai
rw
e r e u s ed
tos u
p p
l
y
th
eg
a s tr a c e r.A
tw
o
-sta
g
e r eg
ul
ato r a nd
ad
ow
n str e am
v al
v ep
r o vi
d
ed
are
l
ati
v el y
c o n stan tf l
ow
of
th
e ai
r -trac e rm
i
x tu re.
A
r otam
eterd
eterm
i
n ed
th
ef l
ow
of
e
m
i
t ted
.A w
aterm
a n om
ete rm
e a s u r ed
th
e stati
cp
r e s s u r e of
th
em
i
xtu r e at th
ed
ry g
asm
ete r e n tr a n c e.T
op
ro vi d
eg
o od
m
i
xi
ng
of
th
ed
u st a nd
tr a c e r,w
ei
n tr od
u c ed
th
e ai
r
-tr a c er
m
i
xtu r ei
n to th
e ai
r -d
u std
u ct ap p
roxi
m
atel y
th i
rty
-s e v e n
d
u ctd i
am
eters(
5 5
.5
c e nt
i
m
eters)
f
rom
th
e exi
t of
th
e ej
e cto r.T h
e v ol
um
e of
s ul f
u rh
e x af l
u ori
d
e em
i
t ted
d
u ri
ng
e a ch
exp
eri
m
en tal
r u n r ang
ed f
rom
0
.0 5 3
to0
.10
cub
icm
ete r s.D
ow
nw
i
nd
f
r om
the ej
e cto r, aT S P h i
g
h
- v o
l
um
e s am
p
l
e r(
G
e n e r al
M
etal
W
o rk
sm
od
el 8 5 5 0
)
c ol l
e cted
th
ed
u stf
rom
am
b i
e nt ai
r o nh i
g
h
p
u ri
ty g
l
a s sm
i
crof i b
ref i l
ter s(W
h
atm
a nE P
M
2 0 0 0
)
;f l
ow
th
ro ug
h
th
eh i
g
h
v ol
um
e sam
p
l
er(
h i
-v o
l
)
w
as cal i b
r ated
w
i
th
aG
e n e ral
M
etal
W
o rk
s c al i b
rati
o n o ri f i
c e th
ath
ad
,i
n tu r n,b
e e n cal i b
r ated
u si
ng
aR
o otsm
ete r tr a c e ab l
e to aN
I ST
sta nd
a rd
.T h
ef i l
te r sw
e r e c o nd i
ti
o n ed i
n a cl i
m
ate
-c o ntr o
l l
ed
r o om
a nd
w
ei
g
h
ed
o n aM
et tl
e rA E 1 6 3
a n al
y
ti
cal
b
al
a n c e.A
d
i
ap
h
r ag
m
p
um
p
c ol l
e cted
d
ow
nw
i
nd
ai
r s am
p
l
e si
nT
ed l
a r s am
p
l
eb
ag
s.A
p
o r tab
l
ei
nf
r a r ed
sp
e ctr om
ete r(
F
oxb
o r oM
I R A
N
l A
)
, c al i
b
r ated
u si
ng g
r a vi
m
etri
csta n
d
a rd
s of
s ul f
urh
exaf l
u ori d
e(
S
c ot tS
p
e ci
alt
y
G
as e s),
d
ete rm
i
n ed
th
e c o n c e n tr ati
o no
f
s ul
f
u rh
exaf l
u o ri d
ei
n th
e ai
r sam
p
l
e s .W
ep
l
ac ed
ak
n ow
nm
as s of d
u sti
n th
e r otary
f
e ed
er, n oted
th
e ti
m
e o v e rw
h i
ch
w
e op
e rated
th
e ej
e ctor , a nd
the nw
ei
g
h
ed
any
r e si d
u al
d
u stl
ef
ti
n th
ef
e ed
e r.T h
em
a s s of
em
i
t ted
d
u st r a ng
ed
f
r om
5 1 2
to7 7 9
g
r am
s.T h
e ti
m
e of
op
e r ati
o n a nd
th
em
as s of
em
i
t ted
d
u std
ete rm
i
n ed
th
ed
u st em
i
s si
o n r ate.T h
e ai
rp
re s s u re to th
e ej
e cto rw
a s ap p
r o xi
m
atel
y
3
.4
atm
o sp
h
e r e s;m
i
cro s c op
i
c exam
i
n atio n of
the ej
e cted d
u str e v e a