Variability of airborne fine dust concentrations and content of PAHs in PM2.5 - measurements in Częstochowa, Poland

• Autorzy: Pyta H. , Krasa A. , Rogula W.

Warianty tytułu

PL

Zmiany stężenia drobnego pyłu zawieszonego i zawartość WWA w pyle PM2.5 na przykładzie pomiarów w Częstochowie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents measurement results of two airborne dust fractions concentrations: the fine (PM2.5, the particles with the aerodynamic diameter up to 2.5 \xm) and coarse dust (PM2.5-10, particles of diameter between 2.5 and 10 |im) at a measuring site in Częstochowa. Both fractions of dust were sampled in 24 h cycles during whole 2005 year, from January to December. The dust was collected with the use of a sequential, two channel air sampler (Dichotomous Partisol-Plus Model 2025, Ruprecht and Patashnik Co.) with the PMI0 head and PM2.5 separator (sharp cut cyclone). The following polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were determined in the samples of PM2.5: fluoranthene, benzo(a)anthracene, chrysene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)IHioranthene, benzo(a)pyrene, indeno( 1,2,3-c,d)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene and benzo(g,h,i)perylene. The experiment proved an elevated annual concentration of PM2.5 (32.3 |ig/m') and annual concentration of PMI0 exceeding the standard (46 |ig/m'). High concentrations of PAHs in PM2.5 were noted; in winter they were 3-5 times higher than in summer. The annual benzo(a)pyrene concentration was 3.9 (ig/m', i.e. almost 4 times the future target value for EU countries

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów stężenia pytu PM2.5 (o średnicy aerodynamicznej cząstek do 2,5 (im) oraz frakcji PM2,5-10 (o średnicy cząstek z przedziału od 2,5 do 10 |im) na stanowisku w Częstochowie. Pomiary prowadzono od stycznia do grudnia 2005 r, w cyklach 24 h. Wykorzystano sekwencyjny, dwukanalowy pobornik pyłów z głowicą PM10 i separatorem frakcji PM2,5 (sharp cut cyclone). Próbki pytu PM2,5 poddano analizie na zawartość następujących WWA: fluorantenti, benzo(a)antracenu, chryzenu, bcnzo(b)fluorantenu. bcnzo(k)fluorantenu, benzo(a)pirenu, indeno(l,2,3-c,d)pirenu, dibenzo(a,h)antracenu i benzo(g,h,i)perylenu. Wyniki pomiarów wykazały podwyższone średnioroczne stężenie pyłu PM2,5 - 32.3 (ig/m' oraz ponadnormatywne średnioroczne stężenie pyłu PM10 - 46 ng/m'. Odnotowano wysokie stężenie WWA w pyle PM2,5, które w sezonie zimowym było od 3 do 5 razy wyższe niż w sezonie letnim. Średnioroczne stężenie benzo(a)pirenu wynosiło 3,9 ng/m3 i 4-krotnie przekraczało planowaną wartość docelową dla krajów UE.

Słowa kluczowe

EN

air pollution; fine particles (PM2.5); coarse particles (PM2.5-10); PAH concentration

PL

zanieczyszczenia powietrza; pobornik pyłów; pył PM2,5; zanieczyszczenia pyłowe; koncentracja WWA; Częstochowa

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 32, no. 4
• Strony: 3--14
• Opis fizyczny: bibliogr. 34 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pyta H.

autor

Krasa A.

autor

Rogula W.

• Institute of Environmental Engineering of the Polish Academy of Sciences III. M. Sktodowskiej-Curie 34, 41-819 Zabrze, Poland

Bibliografia

• [1] Alloway B.J., D.C. Ayres: Chemical Principles of Environmental Pollution, Stanley Thornes Ltd, 2th 1 edition, London 1998.
• [2] Baek SO., R.A. Field, ME Goldstone, RW. Kirk, J.N. Lester: A review of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons: sources, fate and behavior, Water. Air and Soil Pollution, 60, 279-300 (1991).
• |3] Blanchard C.L., G.M. Hidy: Effects of SO, and NOx Emission Reductions on PM2.5 Mass Concentrations in the Southeastern United States, Journal of the Air and Waste Management Association, 55, 265-272 (2005).
• [4] Błaszczyk P.: Procedura Badawcza PB-I/25, Przygotowanie próbek powietrza atmosferycznego (imisja) i gazów odlotowych (emisja) do oznaczania WWA metodą chromatografii cieczowej, Laboratorium WIOS w Częstochowie, Częstochowa 2005.
• [5] Błaszczyk P.: Procedura Badawcza PB-I/13, Oznaczanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych metodą chromatografii cieczowej z detekcją fluorymetryczną, Laboratorium WIOS w Częstochowie. Częstochowa 2005.
• [6] Brown A.S., RE. Yardley, P.G. Quincey, D.M. Butterfield: Ambient Air Particulate Matter - Quantifying Errors in Gravimetric Measurements, NPL Report DQL-AS 015. January 2005.
• [7] CAPE: Second Position Paper on Particulate Matter, CAFE Working Group on Particulate Matter. December 2004.
• [8] Communication from the Commission to the Council and the European Parliament: Thematic Strategy on Air Pollution, COM (2005)446 final.
• [9] Czaplicka M.. Z. Witkiewicz: Gas/Particle Partition Coefficient of PAh's in Traffic and Processing Aerosols, Inżynieria i Chemia Ekologiczna, 12, 11, 1191-1199 (2005).
• [10] Ćwiklak K., H. Pyta: Występowanie wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w pyle PM2.5 i PM2.5-I0 na stanowisku pomiarowym w Częstochowie, Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów (submitted for publication), (2006).
• [11] Directive 2004/107/EC of the European Parliament and of the Council of December 15, 2004 relating to arsenic, cadmium, mercury, nickel and polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air, L23/3.
• [12] Donaldson K., W. MacNee: Potential mechanisms of adverse pulmonary and cardiovascular effects of particulate air pollution, International Journal of Hygiene and Environmental Health, 203, 411-415 (2001).
• [13] Dutkiewicz T.: WWA w środowisku przyrodniczym, PWN, Warszawa 1998.
• [14] EEA/ETC-ACC: Emissions of primary particulates (PM 10) and secondary particulate precursors (2003).
• [15] EN 14907/2005: Ambient air quality - Reference gravimetric measurement method for the determination of the PM2.5 mass fraction of suspended particulate matter.
• [16] Houthuijs D. et al.: PMIO and PM2.5 concentrations in Central and Eastern Europe: results from the Cesar study, Atmospheric Environment, 35, 2757-277l (2001).
• [17] Hueglin C, R. Gehrig, U. Baltensperger, M. Gysel, C. Monn, 11. Vonmont: Chemical characterization of PM2.5. PMIO and coarse particles at urban, near-city and rural sites in Switzerland, Atmospheric Environment. 39, 637-651 (2005).
• [18] Jagusiewicz A.: Ocena oddziaływania Strategii Tematycznej Ochrony Powietrza (STOP) na gospodarkę Polski, Problemy Ocen Środowiskowych, 1, 50-64 (2006).
• [19] Leeuw F. de: A set of emission indicators for long-range transboudary air pollution, Environmental Science and Policy, 5, 135-145 (2002).
• [20] Maliszewska-Kordybach B.: Sources. Concentrations, Fate and Effects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAfis) in the Environment, Part A, PAHs in Air, Polish Journal of Environmental Studies, 3, 131-136 (1999).
• [21] Mareazzan G.M., G. Valii, R. Vecchi: Factors influencing mass concentration and chemical composition of fine aerosols during a PM high pollution episode, The Science of the Total Environment, 298, 65-79 (2002).
• [22] Olendrzyński K.. B. Dębski, .1. Skośkiewicz, I. Kargulewicz, J. Cieślińska, J. Fudala, S. Hlawiczka, M. Cenowski: Inwentaryzacja emisji do powietrza SO,, NO, NH t, CO, pyłów, metali ciężkich, niemetanowych LZO i TZO w Polsce za rok 2003, KCIE, IOŚ, Warszawa 2005.
• [23] Querol X., A. Alastuey, S. Rodriguez, F. Plana, E. Mantilla, CR. Ruiz: Monitoring ofPMIO and PM2.5 around primary particulate anthropogenic emission sources, Atmospheric Environment, 35, 845-858 (2001).
• [24] Pastuszka .IS.: Study of PMI0 and PM 2.5 concentrations in southern Poland, Journal of Aerosol Science, 28, 1, 227-228 (1997).
• [25] Pastuszka J.S., A. Wawroś, E. Talik, K.T. Paw: Optical and chemical characteristics of the atmospheric aerosol in four towns in southern Poland, The Science of the Total Environment, 309, 237-251 (2003).
• [26] PN-EN 12341: Jakość powietrza. Oznaczanie frakcji PMI0 pyłu zawieszonego - Metoda odniesienia i procedura badania terenowego do wykazania równoważności stosowanej metody pomiarowej z metodą odniesienia.
• (27] PN-Z-04240-1:1996: Badania zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych. Oznaczanie benzofajpirenu w pyle zawieszonym w powietrzu atmosferycznym (imisja) metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej.
• [28] Proposal for a Directive on Ambient Air Quality and Cleaner Air for Europe, COM(2005)447 final.
• [29] Pyta IL, A. Krasa, W. Rogula: Monitoring pyłu PM2.5 w Częstochowie i monitoring BTX w Zabrzu w 2005 r, IPIŚ PAN, Zabrze 2006.
• [30] Ravindra K. et al.: Seasonal and site-specific variation in vapor and aerosol phase PAHs over Flanders (Belgium) and their relation with anthropogenic activities, Atmospheric Environment. 40, 771-785 (2006).
• [31] Spumy K.R.: Chemical mixtures in atmospheric aerosols and their correlation to lung diseases and lung cancer occurrence in the general population, Toxicology Letters, 88, 271-277 (1996).
• [32] US EPA: Guidance for reporting of daily air quality - Air Quality Index (AQI), Office of Air Quality Planning and Standards, Research Triangle Park, NC 27711, July 1999.
• [33] World Health Organization Europe: Health aspects of air pollution, Results from the WHO project "Systematic review of health aspects of air pollution in Europe", WHO Regional Office for Europe 2004.
• [34] World Health Organization Europe: Health risk of PM from long-range transboundary air pollution, WHO Regional Office for Europe, Copenhagen 2006.