Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Seasonal variations of PM2.5 and PM10 concentrations and inhalation exposure from PM-bound metals (As, Cd, Ni) : first studies in Poznań (Poland)

Sówka I., Chlebowska-Styś A., Pachurka Ł., Rogula-Kozłowska W.

Archives of Environmental Protection

|

2018

|

Vol. 44, no. 4

86--95

EN

Results of measurements of suspended particulate matter concentrations – PM10 and PM2..5 (ambient particles with aerodynamic diameter not greater than 10 and 2.5 μm respectively) in Poznań, Poland in years 2010–2016 alongside the results of cancer risk assessment analysis in relation to inhalation exposure to selected heavy metals: As, Cd and Ni related to PM103 in 2010 at the measurement station on Szymanowskiego street to 39 μg/m3 in 2016 at measurement stations on Polanka and Dąbrowskiego streets. Mean concentrations in the heating season were twice higher than in non-heating season at stations on Szymanowskiego street, Polanka street and Dąbrowskiego street. In the case of heavy metals, the highest average seasonal concentrations were: 3.34 ng/m3 for As in the heating season of 2016 (Chwiałkowskiego street), 0.92 ng/m3 for Cd in the heating season of 2012 (Chwiałkowskiego street), 10.82 ng/m3 for Ni in the heating season of 2016 (Szymanowskiego street). We have shown that the presence of As in PM in Poznań is connected with fossil fuel emission from home fireplaces. Road traffic and industry were a potential source of Cd and Ni. The highest risk values for residents of Poznań were acquired for average concentrations in the heating seasons from 2012–2016 of As and they were: 24.27·10-6 for children, 11.87·10-6 for women and 9.94·10-6 for men. Received risk value on an acceptable level according to US EPA is 1·10-6.

PL

Celem pracy była analiza zmienności sezonowej stężeń PM2.5 i PM10 w Poznaniu wraz z oceną wpływu inhalacyjnego wybranych metali ciężkich związanych z PM10 (As, Cd i Ni) na mieszkańców. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów stężenia pyłu zawieszonego PM10 i PM2.5 w Poznaniu w latach 2010-2016 oraz wyniki analizy oceny ryzyka zachorowania na raka w odniesieniu do ekspozycji inhalacyjnej na wybrane wartości PM: As, Cd, Ni. Dane wykorzystane w zestawieniu pochodzą z pomiarów WIOŚ i badań własnych. Przedstawione zostały średnie roczne stężenia PM w rozpatrywanym okresie wraz z analizą jego sezonowej zmienności. W celu określenia ryzyka autorzy wykorzystali metodologię oceny ryzyka US EPA. Średnie roczne stężenia PM10 kształtowały się w przedziale od 21 g/m3 w 2010 r. (ul. Szymanowskiego) do 39 g/m3 w 2016 roku (ul. Polanka i Dąbrowskiego). W przypadku metali ciężkich najwyższą wartość stężenia As (3,34 ng/m3) określono w sezonie grzewczym 2016 r. (ul. Chwiałkowskiego), stężenia Cd (0,92 ng/m3) w sezonie grzewczym w 2012 r. (ul. Chwiałkowskiego) oraz stężenia Ni (10,82 ng/m3) w sezonie grzewczym 2016 roku (ul. Szymanowskiego) Przeprowadzone obliczenia wskazały na najwyższe wartości ryzyka dla danych zebranych w latach 2012-2016 w sezonie grzewczym i wyniosły odpowiednio dla dzieci: 24,27-10-6, kobiet: 11,87 10-6 i mężczyzn: 9,9410-6. Wartość ryzyka na poziomie akceptowalnym zgodnie z US EPA wynosi 1‧10-6.

2

Badania składu chemicznego aerozolu w Uzdrowisku Kopalnia Soli „Wieliczka” metodą „płuczkową”

Kostrzon M., Latour T., Badyda A. J., Rogula-Kozłowska W., Leśny M.

Przegląd Solny

|

2017

|

T. 13

107--114

PL

Subterraneoterapia (speleoterapia) stosowana jest w leczeniu przewlekłych chorób układu oddechowego. Jednym z czynników leczniczych występujących w atmosferze podziemnej Uzdrowiska Kopalnia Soli „Wieliczka” jest obecność aerozolu solnego. Ma on działanie osmotyczne, zwiększa aktywność ruchu migawkowego rzęsek nabłonka oskrzeli i pobudza czynność wydzielniczą dróg oddechowych. W dniach 29.03 – 04.04.2017 roku w kompleksie komór Uzdrowiska Kopalnia Soli „Wieliczka” przeprowadzono badanie powietrza metodą aspiracyjną z wykorzystaniem płuczek. W pobranych próbkach dokonano pomiaru stężenia jonów: Cl-, NO3 -, PO4 3-, SO4 2-, F-, Na+, NH4 +, K+, Ca2+, Mg2+. Stężenie składników mineralnych w powietrzu podziemnym wyniosło od 2,7 – 8,1 mg/m3 - średnio we wszystkich próbach 4,4 mg/m3. W pobranych próbkach powietrza dochodzącego do kompleksu komór uzdrowiskowych wśród oznaczonych składników dominowały: sód, potas, wapń i chlorki. Stężenie aerozolu w granicach oznaczonych aktualnie jest porównywalne z aerozolem nadmorskim. Aerozol wytwarzany obiektach subterraneoterapii charakteryzuje bardzo niska zawartość składników nierozpuszczalnych. Warunki panujące w podziemnym kompleksie komór uzdrowiskowych, sprzyjają działalności leczniczej ukierunkowanej na leczenie przewlekłych schorzeń układu oddechowego.

EN

Subterraneotherapy (speleotherapy) is used in the treatment of chronic respiratory diseases. Salt aerosol is one of the therapeutic agents that occur in the underground atmosphere of the “Wieliczka” Salt Mine. It has an osmotic effect, increases the activity of the ciliary movement of the bronchial epithelium and stimulates respiratory secretion. In the period between 29th March and 4th April 2017, the air in the complex of the “Wieliczka” Salt Mine chambers was tested using the aspiration method with scrubbers. The measurements of ionic concentrations for Cl-, NO3 -, PO4 3-, SO4 2-, F-, Na+, NH4 +, K+, Ca2+, Mg2+ were followed by an analysis of the elements in the samples. In all samples, the concentration of minerals in the underground air was from 2.7 to 8.1 mg/m3- 4.4 mg/m3 on average. Sodium, potassium, calcium and chloride were dominant in the samples of air coming from the complex of spa chambers. The currently determined concentration of aerosol is comparable to coastal aerosol. Aerosol produced by subterraneotherapy objects has a very low content of insoluble constituents. The conditions in the underground complex of the spa chambers are beneficial to therapeutic activities aimed at treating chronic respiratory diseases.

3

Badania nad występowaniem węgla w powietrzu wewnętrznym wybranych uczelni w Polsce

Kociszewska K., Rogula-Kopiec P., Majewski G., Rogula-Kozłowska W., Mucha W., Mathews B.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2017

|

Vol. 26, No. 1

108--124

PL

Prezentowane badania miały na celu rozpoznanie stężeń submikronowego pyłu (PM1) i związanego z nim węgla organicznego (OC) i elementarnego (EC) w sali wykładowej i tzw. laboratorium studenckim. W pracy omówiono zmienność 24-godzinnych stężeń PM1, OC i EC w obu pomieszczeniach (I, ang. indoor) oraz w powietrzu atmosferycznym (O, ang. outdoor), a także przeanalizowano stosunek I do O. Na przełomie wiosny i lata, niezależnie od lokalizacji (Gliwice – laboratorium studenckie, Warszawa – sala wykładowa), stężenie węgla elementarnego (EC) i organicznego (OC) wewnątrz sal dydaktycznych kształtowała intensywność migracji tych zanieczyszczeń wraz z powietrzem atmosferycznym. Tym samym można uznać, że w żadnym z badanych pomieszczeń dydaktycznych nie występuje istotne źródło OC i EC. Mimo to należy zauważyć, że warunki sprzyjające sorpcji różnych zanieczyszczeń, w tym zwłaszcza związków organicznych tworzących grupę OC na cząstkach pyłu, zmieniają się dynamicznie w czasie i przestrzeni. Wydaje się, że w innym okresie pomiarowym, na przykład w zimie, kiedy wietrzenie sal jest rzadsze a pył atmosferyczny ma inny skład, kumulacja zanieczyszczeń, w tym OC, wewnątrz sal może być większa niż w okresie ciepłym.

EN

The research presented herein aimed at recognition of submicrone particulate matter concentration as well as organic (OC) and elemental (EC) carbon bound to it in a lecture room and students’ laboratory. The 24-h variability of PM1, OC and EC concentration in both rooms were also discussed along with I : O ratio. In the analysed period – the turn of spring and summer – independent of the location (Gliwice – students’ laboratory, Warsaw – lecture room) the indoor concentration of elemental carbon EC was conditioned by the intensity of those contaminants migration along with atmospheric air. Because of this, it can be concluded that in neither of the rooms there was an important source of OC and EC. However, it should be noted, that conditions favourable for different contaminant sorption, in particular those belonging to OC bound to particulate matter, vary in time and space. It is expected, that for other measurement period – for instance in winter, when rooms are ventilated seldom and PM has different composition, the cummulation of indoor contaminants, including OC, may be higher than for warm period.

4

Analysis of the data set from a two-year observation of the ambient water-soluble ions bound to four particulate matter fractions in an urban background site in Southern Poland

Rogula-Kozłowska W., Majewski G., Czechowski P. O., Rogula-Kopiec P

Environment Protection Engineering

|

2017

|

Vol. 43, nr 1

137--149

EN

Ten water-soluble ions (F–, Cl–, NO3–, PO43–, SO42–, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+), distributed among four fractions of particulate matter, PM, were investigated in an urban background site. The PM was sampled twice a week during a two-year sampling period. Mass distribution among the PM fractions and ambient concentrations of the ten PM-bound ions in the heating and non-heating periods, the seasonal effects in the PM fraction-bound ion concentrations (generalized regression model), and the principal components of all the resulting sets of ambient concentrations (principal component analysis) were determined, discussed, and interpreted in the terms of source apportionment of PM emissions. The formation of secondary inorganic aerosol in transformations of gaseous precursors (e.g., SOx, NOx, NH3) appeared to be most probable and significant source of PM2.5, especially of its sub-fraction PM1–2.5, in the non-heating period. In the heating period, PM and PM2.5 bound water-soluble ions originated mainly from combustion of coal and other solid fuels, or waste. Coarse particles (PM2.5–10 and PM10–40) and some PM2.5–40-bound ions (e.g. Na+, K+, Mg2+) may come from re-suspension of mineral matter and road dust. In some part, coarse PM may consist of mineral and salt particles containing gaseous and semi-volatile compounds.

5

Ocena krótkoterminowego wpływu stężeń pyłu zawieszonego na zdrowie mieszkańców Wrocławia

Sówka I., Pachurka Ł, Przepiórka M., Zwoździak A., Rogula-Kozłowska W.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

603--615

EN

Atmospheric pollution caused by particulate matter is a major problem of urban agglomerations and big cities, both in Poland and in Europe. Almost 83% of the population living in major European cities is exposed to the adverse effects of air pollution, due to the presence of concentrations exceeding acceptable levels. The aim of the study was to analyze the seasonal variation of the fine particulate matter concentration and the assessment of its impact on the health of the inhabitants of Wroclaw. Measurement results of research on PM concentrations from Wroclaw in 2013-2015 conducted by the authors, as well as the Regional Inspectorate of Environment Protection (RIEP)were used in this study. The analysis showed that daily concentrations of particulate matter PM2.5 (station situated in the vicinity of Al. Wisniowa) in 2015 were in the range of 6-110 µg/3, whereas the concentrations registered on Na Grobli street were in the range of 5-88 µg/3. The averaged concentration on Na Grobli street recorded in 2014 was:32 µg/3 in the heating season and 16 µg/3in the rest of the year , whereas in the case of Al. Wisniowa: 40 µg/3 and 17 µg/3, respectively. In order to determine the potential impact of selected air pollutants on the health of the inhabitants of Wroclaw, the AirQ 2.2.3 model (The Air Quality Health Impact Assessment Tool) was used. AirQ model allows the assessment of the impact of air pollution on human health in two categories: morbidity and mortality. Analyses showed that the estimated number of cases of mortality per 100 000, relating to the short-term impact of the concentration of dust at the average value of the relative risk of 1.14 for the PM2.5 concentration measured at Al. Wisniowa and at Na Grobli street in 2014 amounted to 166.0 cases and 150.2 cases, respectively.

6

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w różnych frakcjach pyłu zawieszonego w powietrzu obszarów zdominowanych emisją komunikacyjną

Kozielska B., Rogula-Kozłowska W., Rogula-Kopiec P, Jureczko I.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 49

25--32

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań 16 wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) związanych z czterema frakcjami pyłu zawieszonego (PM, PM10, PM2,5 i PM1; frakcje cząstek, których średnica aerodynamiczna mieści się w przedziałach od 30 nm do odpowiednio: 100; 10; 2,5 i 1 μm) prowadzonych w punktach zlokalizowanych na poboczu autostrady i przy ruchliwym skrzyżowaniu w Katowicach. Badania przy autostradzie prowadzono wiosną, a przy skrzyżowaniu latem 2012 roku. Próbki pobierano niskociśnieniowym impaktorem firmy DEKATI. Analizę WWA w próbkach pyłu wykonano metodą chromatografii gazowej. Średnie stężenie sumy 16 WWA związanych z PM, wiosną wynoszące 14,6 ng/m3, było dwa razy wyższe niż latem. Stężenie to było kilku, a nawet kilkunastokrotnie niższe niż stężenia notowane wcześniej w miastach Polski Południowej w zimie. Tymczasem wskaźniki toksyczności, mutagenności i kancerogenności obliczone dla WWA przy autostradzie i skrzyżowaniu były wysokie. Świadczy to o dużym zagrożeniu zdrowotnym generowanym obecnością WWA w powietrzu Katowic także w okresie wiosenno-letnim. Wartości wskaźników diagnostycznych, wskazujące z grubsza na pochodzenie WWA związanych z PM, potwierdziły, że w okresie badań komunikacja była głównym źródłem WWA w obu punktach Katowic.

EN

The paper presents the results of the research of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) associated with four fractions of particulate matter (PM, PM10, PM2,5 and PM1; fractions of particles whose aerodynamic diameter ranges from 30 nm to respectively: 100, 10, 2.5 and 1 μm) conducted at points located on the side of a highway and at a busy crossroads in Katowice. The highway research was carried out in the spring, and the crossroads research in the summer of 2012. Samples were taken by low pressure impactor DEKATI. The analysis of PAHs in ambient particulate matter samples was performed by gas chromatography. The average concentration of the sum of 16 PAH associated with PM, which amounted to 14.6 ng/m3 in the spring, was two times higher than in the summer. This concentration was a few or even several times lower than the levels recorded earlier in the cities of southern Poland in the winter. Meanwhile, indicators of toxicity, mutagenicity and carcinogenicity calculated for PAH at the highway and the crossroads were high. This indicates high health risk generated by the presence of PAHs in the Katowice air also in spring and summer time. The values of diagnostic ratio, roughly showing the origin of PAHs associated with the PM, confirmed that during the period of the research transportation was the main source of PAHs in both points of Katowice.

7

Chemical composition and mass closure of ambient particulate matter at a crossroads and a highway in Katowice, Poland

Rogula-Kozłowska W.

Environment Protection Engineering

|

2015

|

Vol. 41, nr 2

15--29

EN

The concentration, chemical composition, and mass closure of various fractions of ambient particulate matter (PM) were analyzed at crossroads and at a highway in Katowice (Poland). It was shown that at both sites organic carbon can constitute even 57% of the fine PM mass, about 20% of the fine PM mass can originate from the photochemical transformations of inorganic gaseous precursors, and that the coarse PM was mainly the organic matter (up to 39%) and crustal matter (up to 24%). Traffic emissions in Katowice can affect the formation of secondary aerosol (organic and inorganic), the contributions to PM and ambient concentrations of soil matter, NaCl, and trace elements. At the highway, the greatest impact on the concentrations and chemical composition of fine particles was probably due to exhaust emissions. At the crossroads, in the center of the city, the non-exhaust traffic emissions probably affected the coarse PM.

8

Metals distribution on the surface of quartz fiber filters used for particulate matter collection

Widziewicz K., Loska K., Rogula-Kozłowska W.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 4

3--10

EN

Presented study aimed to determine metals distribution on the quartz fiber filters surface coated with particulate matter by using high and low-volume samplers. The distribution pattern was tested using two different sub-sampling schemes. Each sub-sample was mineralized in the nitric acid in a microwave oven. An analysis was performed by means of atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization GF-AAS technique, and the determined elements were: As, Cd, Pb and Ni. A validation of the analytical procedure was carried out using NIES 28 Urban Aerosols standard reference material. It was assumed that metal is distributed uniformly if its normalized concentrations on a single sub-sample is within ±15% of the mean concentration over the whole filter. The normalized concentrations values exceed this range, indicating a non-homogenous metals distribution. There were no statistically significant differences in metals concentrations between particular sub-samples in the function of its position along the filters diameter.

PL

Praca miała na celu zbadanie rozkładu metali na powierzchni filtrów kwarcowych pokrytych pyłem zawieszonym zebranym przy użyciu wysoko- oraz niskoprzepływowych analizatorów powietrza. Rozkład badano przy użyciu dwóch różnych systemów podpróbkowania filtrów. Każdą podpróbkę mineralizowano w kwasie azotowym w piecu mikrofalowym. Analizę przeprowadzono techniką absorpcyjnej spektroskopii atomowej z atomizacją elektrotermiczną GT–AAS, za pomocą której oznaczano następujące pierwiastki: As, Cd, Pb i Ni. Walidację procedury analitycznej przeprowadzono przy użyciu certyfikowanego materiału odniesienia NIES28 Urban Aerosols. Założono, że metal jest rozłożony na powierzchni filtra równomiernie, jeśli jego znormalizowane stężenie na pojedynczej podpróbce mieści się w zakresie ±15% średniego stężenia na całym filtrze. Ponieważ wartości znormalizowanych stężeń metali przekraczały ten zakres, wskazywało to jednoznacznie na nierównomierny ich rozkład na powierzchni filtrów. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w stężeniach metali pomiędzy poszczególnymi fragmentami filtrów w funkcji ich położenia względem średnicy filtrów.

9

Udokumentowane skutki oddziaływania aerozolu atmosferycznego na środowisko

Rogula-Kozłowska W., Rogula-Kopiec P., Majewski G.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 3

290--303

PL

W pracy dokonano przeglądu dostępnych/opublikowanych prac dotyczących skutków oddziaływania aerozolu atmosferycznego na środowisko. Zapylenie powietrza atmosferycznego stanowi jeden z najważniejszych problemów zdrowotnych we wszystkich krajach uprzemysłowionych. Badania naukowe i studia epidemiologiczne pozwoliły stwierdzić, że powoduje on wiele groźnych skutków zdrowotnych, takich jak: przedwczesna śmierć, nasilenie astmy, ostre reakcje układu oddechowego (kaszel, trudności z oddychaniem lub bolesne oddychanie), osłabienie czynności płuc, objawiające się między innymi skróceniem oddechu i innych negatywnych skutków w środowisku. Stopień zagrożenia dla zdrowia ze strony wdychanych cząstek oraz siła oddziaływania tych cząstek na środowisko (klimat, widzialność) oprócz ich stężenia w powietrzu zależą także od wielkości cząstek. Liczba cząstek o określonych wielkościach w danym miejscu zależy od bardzo wielu czynników, ale głównie od pochodzenia pyłu zawieszonego w tym miejscu. Zatem także skład chemiczny cząstek zależy od pochodzenia pyłu w danym obszarze. Niezbędne wydaje się podjęcie badań, których wyniki pozwolą na ustalenie pochodzenia pyłu drobnego w większej liczbie obszarów miejskich i tłowych.

EN

This study provides a review of available published works concerning effects of ambient aerosols on the environment. Pollution of atmospheric air is one of the most important health issues in all industrialised countries. Scientific research and epidemiological studies have demonstrated that it causes a number of serious health effects, such as: premature death, aggravation of asthma symptoms, acute reactions of the respiratory system, impaired function of the lungs (manifested e.g. through shallow breathing) and other negative impacts on the environment. The degree of health hazard caused by inhaled particles and the extent of their influence on the environment (climate and visibility), besides their concentration in the air, depends on the size of the particles. The quantity of specific size particles in a given place depends on a number of factors, the main of them being the origin of the airborne dust in the particular area. It seems requisite to undertake research whose results will enable determination of the origin of fine dust in a larger number of urban and reference areas.

10

Rozkład frakcyjny rtęci aerozolowej przy drogach oraz w warunkach tła miejskiego – badania wstępne

Pyta H., Rogula-Kozłowska W.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 1

14--25

PL

Próbki aerozolu pobierano w Katowicach i Zabrzu, równolegle na stanowisku komunikacyjnym i tła miejskiego za pomocą 13-stopniowych impaktorów kaskadowych (DLPI fi rmy Dekati). Zawartość rtęci Hgp oznaczono metodą CVAAS (MA-2 fi rmy NIC). Rozkład masy Hgp względem wielkości cząstek miał zasadniczo charakter bimodalny. Główna wartość modalna rozkładu (maksimum) występowała w przedziale cząstek 0,4–1 μm (tzw. frakcja akumulacji). Natomiast druga mniejsza moda była zorientowana lokalnie i występowała w przedziale cząstek drobnych (0,108–0,17 μm – Zabrze) lub grubych (2,5–4,4 μm – Katowice), zależnie od źródła pochodzenia Hgp.

EN

The aerosol was sampled simultaneously at two measurement sites (i.e. traffic and urban background sites) in Katowice and Zabrze. The sampling was performed with 13-stage DLPI cascade impactors (manufactured by Dekati). The Hgp content was determined with the CVAAS method (MA-2 analyzer manufactured by NIC). The Hgp mass size distribution was generally bimodal. The main modal value of the distribution (maximum) was observed for the particle range of 0.4–1 μm (so-called accumulation fraction). The other lower mode was locally oriented and observed for fine (0.108–0.17 μm – Zabrze) or coarse (2.5–4.4 μm – Katowice) particles, which depended on the Hgp source.

11

Ocena zawartości wtórnego węgla organicznego w drobnym pyle zawieszonym w wybranych obszarach województwa śląskiego

Klejnowski K., Rogula-Kopiec P., Rogula-Kozłowska W.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 4

347--359

PL

Na podstawie wartości OC/EC (stosunek stężenia węgla organicznego – OC, i węgla elementarnego – EC) we frakcji PM2,5 podjęto próbę oceny zawartości wtórnego węgla organicznego (SOC) w wybranych lokalizacjach w województwie śląskim. W pracy przedstawiono stężenia pierwotnego (POC) i wtórnego węgla organicznego zawartego w pyle PM2,5, ich udziały w węglu organicznym oraz średnie zawartości tych form węgla w pyle w punktach pomiarowych w Złotym Potoku, Katowicach, Zabrzu, Raciborzu i Godowie. Stwierdzono występowanie znaczącej sezonowej i obszarowej zmienności udziału SOC w pyle i OC. Potwierdzono przydatność pośredniej metody szacowania udziału SOC w OC.

EN

The OC/EC value (the concentration ratio of organic – OC, and elemental carbon – EC) in the PM2.5 fraction was used to assess the contents of the secondary organic carbon (SOC) in selected locations in the Silesian Province. The paper presents the concentrations of the primary (POC) and secondary organic carbon in PM2.5, their percentages in total organic carbon (OC) and the mean contents of both carbon fractions at the sampling points located in Złoty Potok, Katowice, Zabrze, Racibórz and Godów. Significant seasonal and spatial changes were found for the SOC percentage in PM and OC. The usability of the indirect method for the SOC percentage assessment in OC was confirmed.

12

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w pyle zawieszonym w miastach Górnego Śląska

Kozielska B., Rogula-Kozłowska W.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2014

|

Vol. 16, nr 2

75--84

PL

Z uwagi na swoje właściwości mutagenne i kancerogenne wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) są najszerzej badanymi trwałymi połączeniami organicznymi związanymi z aerozolem atmosferycznym. W pracy zaprezentowano i przeanalizowano historyczne, sięgające lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku i dostępne z ostatnich lat, dane o ich stężeniach w całkowitym pyle zawieszonym na terenie Aglomeracji Górnośląskiej. Po ogromnej redukcji zanieczyszczenia powietrza, jaka miała miejsce na przełomie XX i XXI wieku, zmniejszył się znacząco poziom stężeń, zarówno pyłu zawieszonego jak i związanych z nim WWA. O ile pod koniec lat 90-tych średnioroczne stężenie sumy WWA osiągały wartości z przedziału od 260 do 590 ng/m3, to po roku 2000 w zimie nie przekracza wartości 160 ng/m3 a latem 10 ng/m3. W odróżnieniu od innych regionów, na Górnym Śląsku, wciąż emisje przemysłowe, a w szczególności, emisja komunalna odpowiedzialne są za kształtowanie stężeń WWA w powietrzu.

EN

Due to their mutagenic and carcinogenic properties, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are the most widely researched persistent organic compounds linked with the particulate matter (PM). The following paper presents the analysis of the historical data embracing the period since 1970s. It concerns the information on the PAH concentrations in the total PM in the Upper Silesia urban area. As the air pollution was largely reduced at the turn of the 20th and 21st centuries, the concentrations of PM and the related PAHs also considerably decreased. In the late-1990s, the mean yearly concentration of the PAHs sum ranged between 260 and 590 ng/m3. The winter and summer values obtained after the year 2000 have not exceeded 160 ng/m3 and 10 ng/m3, respectively. When compared to other regions, the PAH concentrations in the air in Upper Silesia are still affected by industrial and, particularly, municipal emissions.

13

Wpływ emisji komunikacyjnej na stężenie dwóch form węgla i rozkład ich masy względem wielkości cząstek w aerozolu atmosferycznym obszaru miejskiego

Rogula-Kozłowska W., Rogula-Kopiec P., Klejnowski K., Błaszczyk J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 2

1623--1644

EN

Ambient particulate matter (PM) is a component of the natural environment and a certain number of particles that varies with time, having many different properties which also change over time, is constantly present in the air. It can be assumed that the scope of environmental effects of PM is the broadest among all air pollutants: it affects the human health, climate, ecological conditions and visibility. Organic carbon (OC) and elemental carbon (EC) are the two most important components of suspended dust. The continuously increasing road traffic intensity is highly correlated with increasing concentrations of both of these components in the air of urbanized areas all over the world. In spite of this, the amount of data on OC and EC concentrations in Poland is still insufficient, especially in the case of areas located close to busy roads. The aim of this study was to determine the influence of vehicular traffic on ambient concentrations of PM-related OC and EC, and their mass size distribution in a typical urban area of the Upper Silesia. PM samples were collected simultaneously at two sites located in the Katowice city. One of the selected measurement points was situated in the city centre and characterized so-called urban background. The second measurement point, located near the A4 motorway, was in the area directly exposed to the influence of traffic emission. Dust was sampled during two measurement periods (2–10 August and 15–22 September 2011) using thirteen-stage impactors – DEKATI Ltd. (DLPI, Dekati Low Pressure Impactor). Analysis for the content of OC and EC in the collected dust samples was carried out by means of a thermo-optical method with the use of a Sunset Laboratory OC/EC carbon analyzer. During the entire measurement program strict adherence to the rigorous requirements for quality control of the obtained results was ensured. Concentrations of PM1-, PM2.5- and PM10-related OC and EC in Katowice, near the A4 motorway, were close to values obtained in other parts of the world in different measurement periods, at traffic sites of similar characteristics. Also values of the concentration ratio of OC bound to PM10 and PM2,5 (or PM2,5) were similar to quantities determined in different locations. In Katowice, due to municipal emission and poor quality of vehicles travelling the roads, also the coarse fraction of dust was enriched in EC. This situation is unusual in comparison to other regions. The effect of emission from engines of the cars travelling the motorway manifested itself mainly by elevated EC concentrations compared to the urban background site. For TSP the EC concentration was higher, five times in the beginning of August and two times in the second half of September. The largest differences between EC concentrations in the location near the motorway and in the urban background area were observed for the PM0.06–0.108, PM0.108–0.17 and PM0.17–0.26 fractions. In both measurement periods, at the traffic site in Katowice, the maxima of mass size distribution of EC were in the diameter range characteristic for soot emitted from Diesel engines (0.108–0.26µm). The fact that the influence of exhaust emission from vehicles travelling the motorway on EC concentrations was more pronounced in the second half of September than in the first half of August, was caused by larger EC emission from various sources in Katowice during the period following summer holidays. Concentrations of organic carbon bound to TSP in both measurement periods in Katowice was only 10% higher in the urban traffic site than in the urban background site. The largest differences between OC concentrations near the motorway and in the urban background are observed in the ranges 0.06–0.17 and 1.0–2.5 µm. Maxima of the mass size distribution of PM-related OC, both at the urban traffic site and at the background site, were similar in both measurement periods. It was inferred that the small differences between OC concentrations in the traffic and the background site are caused by the process of secondary aerosol formation, less intensive near the motorway than in the urban site.

14

Masowy rozkład pierwiastków w próbkach pyłu zawieszonego pobranych w obszarze tła miejskiego: wyniki ośmiomiesięcznych badań w Zabrzu

Rogula-Kozłowska W., Klejnowski K., Rogula-Kopiec P., Błaszczak B., Mathews B., Szopa S.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2013

|

Tom 15, cz. 2

1022--1040

EN

The analysis of elemental composition of ambient dust can help not only evaluate the environmental and health effects due to the air pollution but also identify emission sources. However, the whole number of projects and studies on concentrations and elemental composition of ambient (especially fine) dust hardly concern these issues in Eastern Europe. Neither is the chemical (and elemental) composition of the submicron ambient dust in Poland well recognized. There is also a shortage of data from long-term and parallel studies of the elemental composition of separate dust fractions. In the heavily polluted areas, the elemental composition of atmospheric aerosol and the dependence of elemental composition of particles on their size can appear essential for analyzing the toxicity of dust and its environmental effects. This study presents the results of determination and comparison of the elemental composition of four fractions of ambient dust in Zabrze (Poland), an urban area typical of the exposure of the Upper-Silesian Agglomeration population to the polluted air. The samples of the four dust fractions (fine: ≤1 µm – PM1, 1–2.5 µm – PM1-2.5, coarse: 2.5–10 µm – PM2.5-10, and 10–40 µm – PM10-40,) were collected during eight months (January–August 2009) with the use of a DEKATI-PM10 cascade impactor. All the dust samples (204 samples) were analyzed using a PANalytical Epsilon 5 spectrometer (EDXRF – energy dispersive X-Ray fluorescence spectroscopy). The minimum, maximum and average concentrations, for winter (January–April, heating season) and summer (May–August, non-heating season), of 38 elements from each of the four examined dust fractions were calculated. The influence of anthropogenic sources on the ambient concentrations of elements from each dust fraction was determined by analyzing the enrichment factors (EF). The strength of linear relationships (Pearson’s linear correlation coefficients) between each pair of elements was determined separately for fine and coarse dust. The highest ambient concentrations were assumed by two nonmetals – sulfur and chlorine; their concentrations were significantly lower in summer than in winter. Both sulfur and chlorine were mainly bound onto the finest particles. Their share in the coarse dust, even in summer, was small. They came from anthropogenic sources. Ambient, typical crustal, Si, Al, Fe, Mg, K, Ca, Ti, Sr, Rb in Zabrze came from natural sources regardless of the fraction they were bound to. Small seasonal variations in ambient concentrations of these elements or some of the concentrations higher in summer than in winter confirmed the fact. A significant portion of the mass of the crustal elements, especially of Al, Si and Fe, was concentrated in the coarse fractions. However, the mass distribution among the dust fractions indicates some of them (K, Ca, Mg, Rb, Sr) as coming partly from anthropogenic sources. It particularly concerns their part bound to fine dust in winter. The mass contribution of crustal matter to ambient dust was about 6.8 in winter and 9.7% in summer; the contribution to PM1 was half of it. Almost all remaining 27 elements (except for Mn, Zn, Ge, Sb, La) had the ambient concentrations not greater than 100 ng m-3, usually higher in winter. The average mass shares of each of these 27 elements in PM1, PM1-2.5, PM2.5-10, and PM10-40, were different and depended on the season of a year. Co, Cu, Zn, Pb and As were cumulated mostly in fine dust, while V, Mn, Co, Cr, Ni, Ag, Cd and Ba in coarse dust. The former, in fine dust, were assumed to be rather of anthropogenic origin and closely associated with combustion. The later originated partly from combustion (especially in winter) but their greater part was secondary and came from road dust. The largest contributors to the mass of the elements in fine dust in Zabrze are domestic furnaces and car engines, i.e. combustion of fossil fuels, biomass, and waste. The possible effect of industrial sources was also identified. The elemental composition of coarse dust is due to re-suspension of soil and road dust, and to a lesser extent, to municipal emission.

15

Hazardous Compounds in Urban Pm in the Central Part of Upper Silesia (Poland) in Winter

Rogula-Kozłowska W., Kozielska B., Klejnowski K.

Archives of Environmental Protection

|

2013

|

Vol. 39, no. 1

53-65

EN

Thirteen fractions of ambient dust were investigated in Zabrze, a typical urban area in the central part of Upper Silesia (Poland), during a heating season. Fifteen PAH and Cr, Mn, Co, Ni, As, Se, Cd, Pb contents of each fraction were determined. The dust was sampled with use of a cascade impactor and chemically analyzed with an energy dispersive X-ray fl uorescence spectrometer (PANalytical Epsilon 5) and a gas chromatograph with a fl ame ionisation detector (Perkin Elmer Clarus 500). The concentrations of PM1 and the PM1-related PAH and elements were much higher than the ones of the coarse dust (PM2.5-10) and the substances contained in it. The concentrations of total PAH and carcinogenic PAH were very high (the concentrations of PM1-, PM2.5-, and PM10-related BaP were 16.08, 19.19, 19.32 ng m-3, respectively). The municipal emission, resulted mainly from hard coal combustion processes, appeared to be the main factor affecting the air quality in Zabrze in winter.

PL

Próbki trzynastu frakcji pyłu zawieszonego były pobierane w Zabrzu w okresie grzewczym (centralna część Górnego Śląska, Polska). Punkt poboru jest charakterystyczny dla obszaru miejskiego. Zbadano zawartość 15 WWA oraz Cr, Mn, Co, Ni, As, Se, Cd, Pb w każdej frakcji pyłu. Do poboru pyłu zastosowano impaktor kaskadowy, a do analizy chemicznej – spektrometr fl uorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii (PANalytical Epsilon 5) oraz chromatograf gazowy z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym (Perkin Elmer Clarus 500). Zarówno stężenia pyłu PM1 jak i stężenia związanych z nim WWA i pierwiastków były znacznie wyższe niż stężenia pyłu grubego (PM2.5-10) i związanych z nim substancji. Stężenia sumy WWA, a w szczególności kancerogennych związków tej grupy były bardzo wysokie (np. stężenia dla BaP związanego z PM1- i PM2.5- oraz PM10- wynosiły odpowiednio: 16.08, 19.19, 19.32 ng m-3). Na podstawie uzyskanych wyników badań dla ww. zanieczyszczeń stwierdzono, że za stan jakości powietrza w Zabrzu, w zimie, odpowiedzialna jest emisja komunalna – stacjonarne źródła spalania, głównie spalanie węgla.

16

Some metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in fugitive PM10 emissions from the coking process

Klejnowski K., Rogula-Kozłowska W., Łusiak T.

Environment Protection Engineering

|

2012

|

Vol. 38, nr 1

59-71

EN

Coke oven batteries significantly contribute to fugitive emission of dust (particulate matter, PM) from the coking process. The dust contains harmful substances many of which such as heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), although mentioned in the Pollution Release and Transfer Registers (PRTR), so far have not been included into balances of emissions from hard coal coking. The goal of the presented work was to determine chemical composition of fugitive PM sampled on the battery roof. Three batteries in various technical conditions were examined for the PM emission. The results may provide information to help assessment of fugitive emissions from coking and for filling gaps in PRTR.

17

Concentrations of PM2.5, PM2.5-10 and PM-related elements at two heights in an urban background area in Zabrze (Poland)

Rogula-Kozłowska W., Błaszczak B., Klejnowski K.

Archives of Environmental Protection

|

2011

|

Vol. 37, no. 2

31-47

EN

Concentrations and elemental composition of fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) ambient particles, at two sampling points located at the same urban background sites, were investigated. The points were 20 m distant from each other and at various heights (2 and 6 m) above the ground. A dichotomous sampler, equipped with a virtual impactor, and a cascade impactor were used to sample the dust. An X-ray fluorescence spectrometer was used in the elemental analyses. The investigations revealed heterogeneity of the spatial distribution and the elemental composition of suspended dust at the investigated urban background site. Coarse dust, whose concentration at 2.0 m above the ground was affected by secondary emission from roads, soil and other local low-level sources in some periods, appeared more heterogeneous.

PL

Celem pracy było zbadanie stężeń i składu pierwiastkowego pyłu drobnego (PM2,5) i grubego (PM2,5-10) w dwóch punktach wybranych w obszarze tła miejskiego w Zabrzu. Punkty były w zlokalizowane w odległości 20 m od siebie na różnych wysokościach (2 i 6 m). Do pobierania próbek pyłu wykorzystano dwukanałowy pobornik z impaktorem wirtualnym i impaktor kaskadowy. Badania składu pierwiastkowego przeprowadzono wykorzystując spektrometr fluorescencji rentgenowskiej. Badania wykazały heterogeniczność w rozkładzie przestrzennym i składzie pierwiastkowym pyłu zawieszonego w punkcie tła miejskiego. Wniosek ten dotyczy przede wszystkim frakcji cząstek grubych, których, jak wykazano w pracy, imisję w pewnych okresach, na wysokości 2 m, kształtuje wtórna emisja pyłu drogowego, glebowego i inne lokalne "niskopoziomowe" źródła pyłu.

18

Polycyclic aromatic hydrocarbons in PM1, PM2.5, PM10 and tsp in the Upper Silesian agglomeration, Poland {commun.]

Klejnowski K., Kozielska B., Krasa A., Rogula-Kozłowska W.

Archives of Environmental Protection

|

2010

|

Vol. 36, no. 2

65-72

EN

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are persistent organic pollutants, ubiquitous in the whole environment. They are relatively well known and are still of interest due to their well documented carcinogenic and mutagenic properties. In ambient air of urban regions they mostly occur as adsorbed to particles of suspended dust. The richest in these compounds and therefore most hazardous to humans, fraction of dust is the fraction of the finest particles. The paper presents results of investigations of dust sampled with use of an impactor Dekati PM10 in Zabrze, a site typical of Upper Silesian conditions. While sampling, the impactor segregates sampled particles into four fractions by their aerodynamic diameters. Sixteen PAHs were determined in each fraction chromatographically. PAH content in the fraction of the finest particles, i.e. in PM1, was of particular interest.

PL

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) należą do grupy trwałych zanieczyszczeń organicznych obecnych we wszystkich elementach środowiska. Są licznie reprezentowane i stosunkowo dobrze poznane, a ich udokumentowane własności mutagenne i kancerogenne sprawiają, że nadal są w centrum zainteresowań. W powietrzu atmosferycznym obszarów zurbanizowanych najczęściej występują w postaci zaadsorbowanej na cząstkach pyłu zawieszonego. Najbogatszą w te związki, i stąd najniebezpieczniejszą, jest frakcja cząstek najdrobniejszych. Przedmiotem badań był pył zawieszony pobrany impaktorem Dekati PM10 w punkcie charakterystycznym dla Aglomeracji Górnośląskiej w Zabrzu. Impaktor umożliwia rozdział pyłu zawieszonego na cztery frakcje, każda o cząstkach mających średnice aerodynamiczne w innym z czterech przyległych rozłącznych przedziałów. W każdej z frakcji oznaczono zawartość szesnastu WWA metodą chromatograficzną. Uzyskane wyniki umożliwiły ocenę zawartości WWA, a za szczególnie interesujące uznano wyniki zawartości WWA w pyle PM1.

19

Technika EDXRF. Oznaczanie stężeń pierwiastków w powietrzu

Rogula-Kozłowska W., Szopa S.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2009

|

nr 3

54--59

PL

Energodyspersyjna fluorescencja rentgenowska (EDXRF) pozwala na oznaczenie w pyle, podczas pojedynczego pomiaru, zawartości wszystkich pierwiastków od Na do Pb, oprócz Hg. Zamierzeniem pracy było przetestowanie możliwości praktycznego zastosowania techniki EDXRF do oznaczania zawartości pierwiastków (42) w PM2,5. W tym celu przygotowano, zwalidowano i przetestowano metodykę opartą o wskazówki US EPA.

EN

The Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectroscopy (EDXRF) allows to determine the contents of all elements, from a through Pb (except Hg), in a single measurement. The presented work was aimed at verifying the possibility of practical application of the EDXRF technique for determining the content of 42 elements in PM2,5. The methodology used was developed, validated and tested according to the US EPA instructions.

20

Structure of atmospheric aerosol in Upper Silesia (Poland) - contribution of PM2.5 to PM10 in Zabrze, Katowice and Częstochowa in 2005-2007

Klejnowski K., Rogula-Kozłowska W., Krasa A.

Archives of Environmental Protection

|

2009

|

Vol. 35, no. 2

3-13

EN

The PM2.5/PM 10 ratio expresses the anthropogenic share in atmospheric dust. Very high values of this ratio, i.e. high contribution of PM2.5 to PM 10, have occurred recently in atmospheric air within Europcan industrialized areas. The paper compiles results of three year pair wise measuring of concentrations of PM2.5 and PM2.5-10 and compares shares of PM2.5 in P'M 10 al three urban background sites in Upper Silesia Poland downs of Zabrze, Katowice and Częstochowa). At all the three locations, the PM2.5/PMI0 ratio of daily concentrations of dust only occasionally differed considerably from the PM2.5/PM10 ratios for the seasonal and yearly concentrations that, in turn, did not differ from the PM2.5/PMI0 ratios at urban sites in Europe.

PL

Stosunek PM2.5/PMI0 jest wskaźnikiem udziału pyłu pochodzenia antropogenicznego w zanieczyszczonym pyłem powietrzu na danym obszarze. Przeprowadzone w ostatnich lalach badania w terenach silnie zurbanizowanych pokazują bardzo wysoki udział PM2,5 w I'M 10. Celem pracy jest zestawienie otrzymanych na przestrzeni trzech lat wyników jednoczesnych pomiarów PM2.5 i PM2.5-10 i porównanie udziałów PM2.5 w PM10 w trzech różnych punktach charakterystycznych dla tła miejskiego na Górnym Śląsku (Zabrze, Katowice, Częstochowa). Wyniki pomiarów prowadzonych w Częstochowie, Zabrzu i Katowicach są reprezentatywne dla obszarów tła miejskiego aglomeracji. W okresie badań stosunek PM2.5/PM1O w badanych miejscach niekiedy przyjmował pojedyncze wartości znacznie odbiegające od średnich, generalnie jednak wartości średnie nie odbiegają od średniego notowanego stosunku tych frakcji w aglomeracjach miejskich Europy.