1 

 

TASK ORDER TITLE: TASK Order No.:

Subawardee: Richard L. Corsi

Date Submitted: December 8, 2010

Report No. 2 Reporting Period: November 1, 2010 to November 30, 2010

Subawardee Invoice Number that accompanies this Report:

Amount of funds spent during this reporting period:

DetailedAccomplishmentsbyTask(IncludeallTaskactionsconductedduringthereportingmonth.)

Phase1.The first phase of this project is focused on experimentally quantifying ozone surface reaction 

resistances for a wide range of building materials.  These measured reaction resistances will then be 

used in the second phase of the project to modify the CAMx model.  This phase of the project is divided 

into two major tasks:  determination of the surface resistances (P1‐1) and the estimation of quasi‐

laminar sub‐layer resistance at field sites (P1‐2). 

Task P1‐1:  Determination of bulk surface resistances. 

Sub‐Task P1‐1.1. Selection of materials. A list of 16 priority building materials to be tested has been 

compiled (Table 1). The list consists of three asphalt pavement types (spanning typical roadway and 

parking lot properties), four concrete types (used for both roads and structures), five wall coverings 

(clay brick, limestone, stucco, fiberboard, and wood) and four roofing materials (two asphalt 

shingles, membrane, and built‐up asphalt).  Material selection was based on the total area 

contribution of each material in the City of Austin and the estimated relative reactivity of each 

material.  The total area of each material was determined by analyzing information from the Travis 

County Appraisal District (TCAD) database, the Texas Department of Transportation (TxDOT) 

Pavement Management Information System (PMIS) database and the City of Austin’s 2003 

transportation GIS shape file.  Additional information on the current use of materials in new 

construction and some donated sample materials were gathered from local construction suppliers. 

A secondary list of nine materials was selected to test if time permits (Table 2).  These materials are 

used on buildings throughout Travis County, but at lesser quantities than priority materials.  Road 

dust contains tire rubber which is likely to be reactive with ozone.  This material was suggested 

2 

 

during a November 8th meeting between the project team and Jim Smith and Mark Estes of the 

TCEQ.   

Table 1:  Sixteen building materials to be tested.   

Type  Material  Notes 

road   asphalt   

road   asphalt   

road   asphalt   

road   concrete  roads/buildings 

(0.4 porosity with fly ash) 

road   concrete  roads/buildings 

(0.4 porosity without fly ash) 

road   concrete   buildings/bridges  

(0.3 porosity without fly ash ‐ stronger)  

wall   concrete   buildings 

(0.4 porosity with fly ash with latex paint) 

wall   brick   clay unpainted 

wall   stone   limestone 

wall   wood   painted 

wall   stucco  painted 

wall   fiber cement   

roof   asphalt shingle   three tab (flat) 

roof   asphalt shingle  dimensional (raised) 

roof   membrane 1   

roof   built up asphalt   

Table 2:  Nine secondary building materials (to be tested if time allows).   

Type  Material  Notes 

road   dust   

wall   brick  clay painted 

wall   vinyl   

wall   wood   unpainted (fence) 

wall   glass   

roof   asphalt shingle   different brand of dimensional 

roof   metal 1 (coated steel)  coated steel 

roof   clay tile   

roof   membrane 2  PVC or EPDM 

 

 

Sub‐T

Octob

acqui

2010.

comp

Figursix-p

Task P1‐1.2. M

ber 2010 prog

sition of the s

  Constructio

pleted Novem

re 1: Photoort selector

Modification 

gress report, t

six‐port autom

n of, and mod

mber 30th.  Pre

ograph of exr pump is in

and perform

the main roa

matic selecto

difications to

eliminary test

xperimentalnstalled on th

ance testing 

d block to co

r valve.  The v

, the entire e

ing of the ent

l system forhe second sh

of experimen

mpleting the 

valve was de

experimental 

tire system co

r ozone depohelf from th

ntal system. 

experimenta

livered on No

apparatus (Fi

ommenced o

osition expehe bottom.

 As noted in t

al system was

ovember 22nd

igure 1) was 

on December 

eriments. T

3 

the 

s d, 

1st.   

he

4 

 

In addition to installing the six‐port valve the following actions relating to this task were taken in November: 

The 2B‐Technologies Ozone Calibration Source was validated using EPA certified ozone 

monitors at the Texas Commission on Environmental Quality; results will be summarized in 

the monthly report for December.  

Stainless steel diffuser tubing was installed in each chamber to ensure consistent, even flow 

of air over the materials.  The ¼” diameter inlet and outlet tubes are 19” long and have 

~1/24” holes drilled every ½ inch along their length. 

The valves controlling the flow through the ozone generator were redesigned and rebuilt to 

allow different gas flows and pressures during the warm up period of the generator and the 

actual experimental run.   

Communication between the computer and six‐port selector valve was established and a 

program was written to automatically advance the valve.   

The flow through the six‐port selector valve was validated.   

Sub‐Task P1‐1.3. Determination of initial surface resistances and diurnal variations/regeneration. 

Due to delays in delivering of the valve no work on this task was conducted during the reporting 

period.  

Sub‐Task P1‐1.4. Determination of longer‐term in‐field variations in material reactivity. No work 

on this task was conducted during the reporting period.  This task is not scheduled to be started 

until December, 2010.   

Task P1‐2:  Estimation of quasi‐laminar sub‐layer resistance at field sites.   

Sub‐Task P1‐2.1. Selection of test compound. Naphthalene was selected as the test compound for 

preliminary investigations.  Moth balls were purchased to allow preliminary studies to commence in 

December, 2010.   

Sub‐Task P1‐2.2. Fabrication of mass transfer plates. Stainless steel paint can lids were selected to 

be tested for use as mass transfer plates in preliminary investigations.   

Sub‐Task P1‐2.3. Preliminary tests. No work on this task was conducted during the reporting period.  

This task is not scheduled to be started until January, 2011.   

Sub‐Task P1‐2.4. Field studies. No work on this task was conducted during the reporting period.  

This task is not scheduled to be started until March, 2011 

Phase2.The second phase of the project focuses on modifications to the dry deposition algorithm used in CAMx 

based on new experimental data related to material surface resistances and spatially resolved 

characterization of built environment surfaces (BES) in the urban landscape.  This phase of the project is 

divided into three major tasks: characterization of BES in the Austin urban landscape (P2‐1), pre‐

5 

 

processing of the new land use/land cover data into the appropriate format for CAMx and modification 

of the dry deposition algorithms in CAMx (P2‐2), and air quality modeling and analysis of the impacts on 

ozone concentrations (P3‐3). 

Task P2‐1: Characterization of BES in the Austin urban landscape.    

Collection of existing databases for the characterization of BES in Travis County has largely been completed this month. On‐going efforts have focused on the analysis and processing of the data. A working draft project report (not intended for public release) is attached and describes the framework of the dry deposition algorithms in CAMx, the magnitude and temporal variations of the deposition resistances and velocities for the urban and other land use categories in Travis County, and the BES and urban tree cover databases for the study. Ground‐based surveys will be conducted to supplement the existing data resources.  Task P2‐2: Preparation for CAMx modeling.  

Sub‐Task P2‐2.1. Land cover/land use data processing for CAMx.  No work on this task was 

conducted during the reporting period.  This task is not scheduled to be started until April 2011. 

Sub‐Task P2‐2.2. Modification of the CAMx Dry Deposition Algorithms.  No work on this task was 

conducted during the reporting period.  This task is not scheduled to be started until April 2011. 

Task P2‐3: CAMx Modeling and Sensitivity Studies.  No work on this task was conducted during the 

reporting period.  This task is not scheduled to be started until May 2011. 

PreliminaryAnalysisPhase1.The only preliminary analysis completed to date involves the testing of various components of the 

experimental system.  

Sub‐Task P1‐1.2. Modification and performance testing of experimental system. Several 

preliminary tests have been performed on the experimental system: 

Ozone monitors.  The primary ozone monitor instrument was tested after routine maintenance by the manufacturer.   

Startup time.  While waiting for the delivery of the six‐port valve, additional tests were completed to determine the length of time needed to warm up the UV lamp in the ozone generator and the time required to reach a steady‐state relative humidity in experimental chambers.  These tests show that the ozone generator needs to be on for two hours prior to the injection of ozone into the chambers.  In addition, the relative humidity in the chambers required up to four hours to achieve a steady‐state value.  Hence, the chambers will be loaded the night prior to an experiment and allowed to equilibrate (both the temperature and relative humidity) overnight prior to the introduction of ozone.   

6 

 

Phase2.Please see the attached working draft project report. 

DataCollected

Phase1.A majority of the second month was dedicated to selecting materials and modifying the experimental 

apparatus.  No surface resistance data were acquired during the reporting period.   

Phase2.Please see the attached working draft project report. 

 

IdentifyProblemsorIssuesEncounteredandProposedSolutionsorAdjustments

Phase1.The critical component of the experimental system is a six‐port multiple selector valve that allows the 

automated sampling between chambers.  As described above the valve was received November 22nd 

and installed as soon as possible. 

Phase2.None identified this period. 

 

GoalsandAnticipatedIssuesfortheSucceedingReportingPeriod

Phase1.Material selection has been completed.   Acquisition of the materials will continue throughout the next 

month (Task P1.1.1). Modifications to the full experimental apparatus were completed on November 

30th.  Full system testing commenced on December 1st (Task P1.1.2).  Experiments to determine surface 

resistances (Task P1.1.3) are anticipated to begin in December, 2010. 

Phase2.The team will continue the analysis and processing of existing databases and the development of the 

working draft project report. The team will also initiate the design of the field surveys.   

 

Detail

Phase1The final s

materials 

the testin

impact on

on the res

Phase2The goals 

Principal

Signature

ledAnaly

1.selection of te

may still be a

g of the expe

n the subsequ

sults of prelim

2.for Phase 2 a

l Investigato

e

ysisofth

est materials 

acquired in su

erimental syst

uent experime

minary testing

are described

or’s Name

 

heProgr

(Task P1.1.1)

ubsequent mo

tem (Task P1.

ental surface 

g.   

d above. 

Richard (Printe

ressofth

) was comple

onths.  Fundi

.1.2) by appro

resistance te

L. Corsi d or Typed)

heTask

eted in Novem

ng and valve 

oximately thr

esting schedu

Orderto

mber, 2010.  H

acquisition d

ree weeks.  Th

ule (Task P1.1

oDate

However, 

delays pushed

he extent of 

.3) is depend

7 

d back 

ent