Concentration level and surface chemical composition of urban airborne particles near crossroads in Zabrze, Poland

• Autorzy: Rogula W. , Pastuszka J.S. , Talik E.

Warianty tytułu

PL

Stężenie, struktura i skład chemiczny powierzchniowej wastwy pyłu atmosferycznego w okolicy skrzyżowania w Zabrzu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of investigations carried out in 2005 at six crossroads in Zabrze. The investigations comprised determinations of vehicular traffic intensity, observations of meteorological conditions and, as a main subject, determinations of concentrations of PM2.5 and PM10 at all observed sites. Structure of ambient aerosol in the vicinity of crossroads was compared with the structure of aerosol at a reference measuring point, located beyond effects of vehicular traffic, by determining a share of PM2.5 in PM10 for each site. At a selected crossroad the measurements lasted 11 days and the sampled dust was analyzed for chemical composition of surface of its particles with the use of the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Both the most abundant and trace elements in the surface layer of dust sampled at the crossroads were identified.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych w 2005 r. przy sześciu skrzyżowaniach w Zabrzu. Pomiary dotyczyły określenia natężenia ruchu na skrzyżowaniach, obserwacji parametrów meteorologicznych i przede wszystkim wyznaczenia stężeń pyłu PM2,5 i PM10 we wszystkich badanych punktach. Porównano strukturę aerozolu w okolicy skrzyżowań ze strukturą aerozolu w punkcie odniesienia oddalonym od wpływu komunikacji poprzez wyliczenie udziału PM2,5 w PM10 w każdym punkcie. W jednym z punktów pomiarowych pomiary prowadzono kilkanaście dni, a pobrane próby PM 10 poddano analizie składu chemicznego powierzchniowej warstwy pyłu metodą XPS. Zidentyfikowane zostały główne oraz występujące w śladowych ilościach pierwiastki na powierzchni pyłu pobranego przy skrzyżowaniu.

Słowa kluczowe

EN

PM10 content; PM2.5; atmospheric aerosol; air pollutants; particles; health effects; chemical characterization; surface chemical composition; X-ray photoelectron spectroscopy (XPS); mobile sources; motor vehicles; emissions from vehicles

PL

emisja pyłów; pył PM2,5; pył PM10; aerozol atmosferyczny; zanieczyszczenia powietrza; cząsteczka; skład chemiczny; spektroskopia fotoelektronów XPS; źródło ruchome; skrzyżowanie drogowe; Zabrze

• Wydawca: Institute of Environmental Engineering, Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archiwum Ochrony Środowiska
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 33, no. 2
• Strony: 23--34
• Opis fizyczny: bibliogr. 28 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rogula W.

autor

Pastuszka J.S.

autor

Talik E.

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

Bibliografia

• [1] Adler K.B., B.M. Fischer, D.T Wright, L.A. Cohn, S. Becker: Interactions between respiratory epithelial-cells and cylokines-relationships to lung inflammation, Cells and Cytokines in Lung Inflammation, 725, 128-145 (1994).
• [2] Craig N.L., A.B. Harker, T. Novakov: Determination of the chemical states of sulfur in ambient pollution aerosols by X-ray photoelectron spectroscopy, Atmospheric Environment, 8, 15-21 (1974).
• [3] Dockery D. etal.: An Association between Air Pollution and Mortality in six US Cities, The New England Journal of Medicine, 329, 1753-1759 (1993).
• [4] Gehrig, R., B. Buchmann: Characterizing seasonal variations and spatial distribution of ambient PM10 and PM2.5 concentrations based on long-term Swiss monitoring data, Atmospheric Environment, 37, 2571-2580(2003).
• [5] Geller M.D., L. Ntziachristos, A. Mamakos, Z. Samaras, DA. Svmitz, J.R. Froines, C. Sioutas: Physico-chemical and redox characteristics of particulate matter (PM) emitted from gasoline and diesel passenger cars, Atmospheric Environment, 40, 6988-7004 (2006).
• [6] Hauck H., A. Bernerb, T. Frischerd, B. Gomisceka, M. Kundic, M. Neubergerc, H. Puxbaume, O. Preininga: AUPHEP-Team AUPHEP-Austrian Project on Health Effects of Particulates - general overview, 2004, Atmospheric Environment, 38, 3905-3915 (2004).
• [7] Hutton B.M., D.E. Williams: Assessment of X-ray photoelectron spectroscopy for analysis of particulate pollutants in urban air, Analyst, 125, 1703-1706 (2000).
• [8] Kendall M., B.M. Hutton, T.D. Tetley, M.J. Nieuwenhuijsen, E. Wigzell, F.H. Jones: Investigation of fine atmospheric particle surfaces and lung lining fluid interaction using XPS, Applied Surface Science, 178, 27-36(2001).
• [9] Kinney P.L., M. Aggarwal, M.E. Northridge, N.A.H. Janssen, P. Shepard: Airborne concentrations of PM2.5 and diesel exhaust particles on Harlem sidewalks: A community-based pilot study, Environmental Health Perspectives, 108, 213-1218 (2000).
• [10] Klejnowski K., J. Błaszczyk: Zanieczyszczenie powietrza pyłem PM2,5 w Aglomeracji Górnośląskiej, ocena poziomu narażenia mieszkańców na bazie indeksu AQI, [in:] J. Konieczyński (ed.) Ochrona Powietrza w teorii i praktyce, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu, 2006, vol. II, pp. 147-157
• [11] Klejnowski K., L. Ośrodka, M. Kowalska, E. Krajny, M. Wojtylak: Seasonal variability level of PM frictions and their effect on human morbidity and mortality in Upper Silesian Agglomeration, Poland, COST ACTION 633, Particulate Matter: Properties Related to Health Effects, Proceedings of the International Conference, April 3-5, 2006, Austrian Academy of Sciences, Vienna.
• [12] Novakov T., N. Chang, A.B. Harker: Sulfates as pollution particulates; catalytic formation on carbon (soot) particles, Science, 186, 259-261 (1974).
• [13] Pastuszka J.S.: Study ofPM-10 and PM-2.5 concentrations in Southern Poland, Journal of Aerosol Science, 28, Suppl. 1, 227-228 (1997).
• [14] Pastuszka J.S., K. Okada: Features of atmospheric aerosol particles in Katowice, Poland, The Science of the Total Environment, 175, 179-188 (1995).
• [15] Pastuszka J.S., A. Wawroś, E. Talik, U. 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).
• [16] Pope C. et al.: Lung Cancer, Cardio-Pulmonary Mortality, and Long-Term Exposure to Fine Particulate Air Pollution, American Medical Association, 287 (9), 1132-1141 (2002). [17] Pope III C.A., D. Dockery, J. Spengler, M. Raizenne: Respiratory health and PM-10 pollution, Am. Rev.Resp. Dis.t 144, 668-674 (1991).
• [18] Pope III C.A., M. Thun, M. Namboodiri, D. Dockery, J. Evans, F. Speizer, C. Heath Jr.: Particulate air pollution as a predictor of mortality in a prospective study of U.S. adults, Am. J. Resp. Crit. Care Med.,151669-674(1995).
• [19] Pyta H., A. Krasa, W. Rogula: Variability of Airborne Fine Dust Concentrations and Content of PAHs in PM2.5 - Measurements in Częstochowa, Poland, Archives of Environmental Protection, 32(4), 3-13 (2006).
• [20] Rogula W., K. Klejnowski, J, Pastuszka: Stężenia TSP, PM10 i PM2.5 przy wybranych skrzyżowaniach Zabrza, [in:] Zagadnienia ochrony i oceny środowisk regionów górskich i podgórskich, Wydawnictwo ATH w Bielsku-Bialej, 2005.
• [21] Rogula W., J.S. Pastuszka, K. Klejnowski: Wpływ emisji komunikacyjnej na poziomy stężeń frakcji PM10 i PM2,5 w Zabrzu, [in:] J. Konieczyński (ed.) Ochrona Powietrza w teorii i praktyce, Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN w Zabrzu, 2006, vol. II, pp. 241-253.
• [22] Samet J.M., F. Dominici, F.C. Curriero, I. Coursac, S.L. Zeger: Fine paniculate air pollution and mortality in 20 U.S. cities, 1987-1994, The New England Journal of Medicine 343, 1742-1749 (2000).
• [23] Schwartz J.: Health effects of air pollution from traffic: ozone and particulate matter, [in:] T. Fletcher and A.J. McMichael (eds), Health at the Crossroads, Transport Policy and Urban Health, John Wiley & Sons, Chichester 1997,61-82.
• [24] Sprawozdanie z pracy statutowej wykonanej w 2005 r., Zespól Imisji Zanieczyszczeń, Zakład Ochrony Powietrza, IPIS PAN, styczeń 2006.
• [25] Vaaraslahti K., A. Virtanen, J. Ristimaki, J. Keskinen: Nucleation mode formation in heavy-duty diesel exhaust with and without a particulate filter, Environmental Science and Technology, 38, 4884-4890 (2004).
• [26] Wawroś A., E. Talik, J.S. Pastuszka: Investigations of aerosols from Świętochłowice, Pszczyna and Kielce by XPS method, Journal Alloys and Compounds, 328, 171-174 (2001). [27] Wawroś A., E. Talik, J.S. Pastuszka: Investigation of winter atmospheric aerosol particles in downtown Katowice using XPS and SEM, Microscopy and Microanalysis, 9, 349-358 (2003).
• [28] Zhu Y.J., N. Olson, T.P. Beebe Jr.: Surface chemical characterization of 2.5-fimparticulates (PM2.5)from air pollution in Salt Lake City using TOF-SIMS, XPS and FTIR, Environmental Science and Technology, 35, 3113-3121 (2001).