Iron oxides particles in the air and fly ash, and their influence on the environment (preliminary studies)

• Autorzy: Jabłońska M. , Smołka-Danielowska D.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents preliminary data concerning sizes, distribution and composition of the most popular particles, which are formed during coal combustion, i.e. iron oxide particles. It is written only about particles of iron oxides, not describing different phases which contain iron (such as sulphides, carbonates or native iron). Particles of PM10 (Particule Matter 10) and the fallen dust were collected in several towns of the Upper Silesia. Fly ash samples from the coal combustion were separated in electrofilters. All samples were gathered during the last years. Samples were analysed by X-ray diffraction on Philips PW 3710 instrument (with CoKa radiation) and Philips XL30 TMP scanning electron microscope equipped with EDAX system and EDS type Sapphire. In fly ashes, similar iron oxide particles were found. However, differences in concentration of accessory components were observed. The magnesioferrite, hercynite and chromite occurred in the fly ashes. Differences were also observed in grain size of the dominating particles. About 50–60 wt. % of iron oxides particles present in the atmospheric dust have diameters less then 10 mm, while about 10 wt. % of them show particles less then 2.5 mm (respirable particles). The fly ashes from the electrofilters contained a lot of iron oxide particles with the diameter range 30–80 mm (average about 70 wt. % of all iron oxides particles). Most of larger iron oxide particles originating from the coal combustion are separated in the electrofilters, but the smallest fractions (less then 10 mm) are emitted to the atmosphere. Since a lot of iron oxides particles, which diameters is less than 10 mm are observed in the air it may be assumed that these diameters are transported to long distances. Moreover, iron oxide particles which diameters are less then 2.5 mm can show a potential hazard to human health. There are preliminary studies of iron oxides, which will be continued.

PL

Niniejszy artykuł przedstawia wstępne wyniki badań dotyczące rozmiarów, rozmieszczenia i składu najczęściej występujących cząsteczek o składzie tlenków żelaza, które powstały podczas procesów spalania węgla kamiennego. Opis dotyczy tylko wyżej wymienionych, cząstek natomiast pominięto inne fazy zawierające żelazo (takie jak siarczany, węglany czy też żelazo metaliczne). Cząsteczki PM 10 (pył zawieszony) oraz pył opadowy pobrane były w kilku wybranych miastach Górnego Śląska. Próbki popiołu pobrano z elektrofiltrów zakładów spalających węgiel kamienny. Wszystkie próbki zebrano w ciągu kilku ostatnich lat. Materiał badawczy poddano analizie rentgenowskiej metodą proszkową, wykorzystując dyfraktometr Philips PW 3710, używając lampy kobaltowej CoKa oraz badaniom w skaningowej mikroskopii elektronowej przy użyciu środowiskowego mikroskopu Philips XL30 TMP wyposażonego w EDS typu Sapphire. Dominujące cząsteczki tlenków żelaza (magnetyt, hematyt, wustyt) obserwowano w pyłach atmosferycznych i popiołach z elektrofiltrów. Różnice obserwowano w ilości i składzie cząstek akcesorycznych. W popiołach częściej występowały: magnezioferryt, harcynit i chromit. Różnice obserwowano też w rozmiarach dominujących cząstek. Tlenki żelaza w pyłach atmosferycznych o średnicach poniżej 10 mm stanowiły ok. 50–60% obj., podczas gdy cząstki o średnicach respirabilnych (poniżej 2,5 mm) to ok. 10% obj. Popioły z elektrofiltrów zawierają cząstki tlenków żelaza o średnicach rzędu 30–80 mm (co stanowi ok. 70% obj. wszystkich cząstek o składzie tlenków żelaza). Większość dużych cząstek tlenków żelaza powstających w procesach spalania węgla kamiennego osadza się na elektrofiltrach, jednak najmniejsze frakcje (poniżej 10 mm) są emitowane z gazami spalinowymi do atmosfery. Stąd w powietrzu odnotowuje się znaczne ilości tlenków żelaza o średnicach mniejszych niż 10 mm, co powoduje, iż rozmiary tych cząstek sprzyjają dalekiemu transportowi od źródła ich powstawania. Natomiast cząstki zawierające tlenki żelaza o średnicach respirabilnych mogą niekorzystnie działać na zdrowie. Badania te powinny być kontynuowane celem szczegółowego określenia wpływu tlenków żelaza na środowisko i organizmy żywe.

Słowa kluczowe

EN

iron oxides; atmospheric dust; fly ash; pollution; Upper Silesia

PL

tlenki żelaza; pył atmosferyczny; popiół lotny; Górny Śląsk; zanieczyszczenie

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Polish Geological Institute Special Papers
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 24
• Strony: 93--98
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jabłońska M.

autor

Smołka-Danielowska D.

• Faculty of Earth Sciences, University of Silesia, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland,

Bibliografia

• BOJAKOWSKA L, 1994 - Wpływ czynnika antropogenicznego na procesy geochemiczne w powierzchniowych warstwach litosfery. Instr. Met. Bad. GeoL, 53.
• LAUDYN D., PAWLIK M., STRZELCZYK F., 1997 - Elektrownie. WNT Warszawa.
• MAGIERA T., LIS J., NAWROCKI J., STRZYSZCZ Z., 2002 - Magnetic susceptibility of soil in Poland (in Polish with English summary). Państw. Inst. Geol. Warszawa.
• MISZ M., 2002 - Comparison of chars in slag and fly ash as formed in pf boilers Będzin Power Station (Poland). Fuel., 81, 10: 1351-1358.
• NOWAK B., KWAPULIŃSKI J., 1991 - Występowanie wybranych metali w pyle zawieszonym wokół Elektrowni "Łagisza". Ochrona Powietrza, 24: 38-42.
• PASTUSZKA J.S., 2001 - Exposure of the general population living in the Upper Silesian Industrial Zone to the Particulars, fibrous and biological (Bacteria and Fungi) aerosols (in Polish with English summary). Scientific Papers of the Institute of Environmental Protection Engineering of the Wrocław University of Technology, 73.
• RIETMEIJER F.J.M., JANECZEK J., 1997 - An analytical electron microscope study of airborne industrial particles in Sosnowiec, Poland. Atmosph. Environ., 31: 1941-1951.
• STRZYSZCZ Z., 1983 - Magnetic susceptibility of soils in the area influenced by industrial emission. Monte Verita, Soil Monitoring: 215-226. Basel.
• SZYMAŃSKA-KUBICKA L., NOWAKOWSKIB., SZYMIDLA A., ZBROJKIEWICZ R., 2001 - Conditions of environment in the Silesian Province in 1999-2000 (in Polish with English summary). In: Powietrze. Biblioteka monitoringu środowiska, 49:108.
• WILCZYŃSKA-MICHALIK W., MICHALIK M., 1996 - Charakterystyka morfologiczna i chemiczna produktów spalania paliw stałych. Aura, 5: 4-5.
• ŻELECHOWER M., SMÓŁKA D., JABŁOŃSKA M., DYT-KOWICZ A., 1998 - Determination of chemical and phase composition of fly-ashes by combined EPMA and XRD methods. Mikrochim. Acta [SuppL], 15: 207-210.