Badania emisji lotnych związków organicznych z asfaltów drogowych z wykorzystaniem techniki dynamicznej analizy fazy nadpowierzchniowej i chromatografii gazowej sprężonej ze spektrometrią mas (DHS GC MS)

• Autorzy: Boczkaj G. , Jaszczołt M. , Kamiński M.

Warianty tytułu

EN

A research on emission of volatile organic comopunds (VOC) from road bitumen by dynamic headspace gas chromatography mass spectrometry (DHS GC MS)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Asfalty drogowe pochodzenia naftowego są wytwarzane z pozostałości z destylacji próżniowej ropy naftowej. Ze względu na częściowy kraking termiczny mający miejsce na etapie destylacji próżniowej oraz jej utleniania (oksydacji) prowadzącego do powstania finalnego produktu, w gotowej masie bitumicznej występują lotne związki organiczne. Podczas dalszego wykorzystania asfaltu, na etapie jego ekspedycji oraz budowy dróg, z gorącej masy bitumicznej ma miejsce częściowe uwalnianie rozpuszczonych w niej LZO. Od wielu lat prowadzone są badania nad oceną oddziaływania budowy dróg asfaltowych na środowisko, w tym głównie na zdrowie ludzi pracujących podczas budowy. Głównie badany jest skład mgły asfaltowej, z ukierunkowaniem na wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). W mniejszym stopniu analizuje się skład powietrza na zawartość LZO. Ze względu na wysoką złowonność emitowanych składników, a także ich toksyczność , konieczne jest opracowanie standardowych procedur dedykowanych oznaczaniu wielkości emisji LZO oraz kluczowych grup związków tj. związki z grupy BTEX, pirydyna i jej pochodne. W pracy przedstawiono wyniki badań nad składem fazy lotnej asfaltów drogowych. Porównano zawartość zidentyfikowanych związków w fazie nadpowierzchniowej czterech próbek mas bitumicznych pozostałości próżniowej oraz trzech asfaltów utlenionych o równym stopniu przetworzenia. Wyniki badań wykazały znaczne różnice w składzie oraz zawartości LZO.

EN

The petroleum based road bitumen is produced from the residuum of the crude oil vacuum distillation. A volatile organic compounds are present in the road bitumen regarding to the thermal cracking which takes place during the vacuum distillation and especially in the oxidation reactors. While later use of the bitumen i.e. the expedition stage as well as road paving stage, a partial emission of VOC from hot bituminous material takes place. For many years a results of the researches on the environmental impact of the bitumen road paving processes are published. Most of the studies relates to the impact of such processes on human health, especially on the exposure of the workers, which are employed during road paving. The most part of the researches relates to the composition of the bitumen fumes, in which the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are the target group of compounds. The minor issue is the evaluation of VOC emitted during the use of hot bitumen. Regarding to the high malodourness and toxicity of some groups of VOC i.e. BTEX, pyridine and its derivatives, the development of standardized procedures for VOC determination is an important challenge. The paper presents a results of the research on composition of volatile phase of road bitumen. The content of identified compounds in the headspace phase was compared for four samples of bitumen vacuum residuum and three oxidized road bitumen of different rate of oxidation. The results of the research revealed a difference of composition and content of VOC.

Słowa kluczowe

PL

asfalt; lotne związki organiczne (LZO); analiza fazy nadpowierzchniowej; chromatografia gazowa; spektrometria mas

EN

bitumen; asphalt; volatile organic compounds (VOCs); headspace analysis; gas chromatography; mass spectrometry

• Wydawca: Publishing House of Siedlce University of Natural Sciences and Humanities
• Czasopismo: Camera Separatoria
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 3, No. 2
• Strony: 273--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., wykr.

Twórcy

autor

Boczkaj G.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Jaszczołt M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Kamiński M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej, ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• 1. G. Boczkaj, M. Kamiński, Problem emisji oparów podczas ekspedycji materiałów bitumicznych oraz budowy dróg asfaltowych, A bitumen fumes emmision during expedition of the bitumen materials and road paving, Jakość powietrza a jakość życia 1(2011)23.
• 2. I. Burstyn, H. Kromhout, C. Johansen, S. Langard, T. Kauppinen, J. Shaham, G. Ferro, P. Boffetta, Bladder cancer incidence and exposure to polycyclic aromatic hydrocarbons among asphalt pavers, Ann. Occup. Hyg., 1(2000)43.
• 3. J. Wang, D.M. Lewis, V. Castranova, D.G. Frazer, T. Goldsmith, S. Tomblyn, J. Simpson, S. Stone, A. Afshari, P.D. Siegel, Characterization of asphalt fume composition under simulated road paving conditions by GC/MS and microflow LC/Quadrupole time of flight MS, Anal. Chem., 73(2001)3691.
• 4. P.R. Heikkila, V. Vaananen, M. Hameila, K. Linnainmaa, Mutagenicity of bitumen and asphalt fumes, Toxicology in Vitro, 17(2003)403.
• 5. E. Gilgenast, G. Boczkaj, A. Przyjazny, M. Kamiński, Sample preparation procedure for the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in petroleum vacuum residue and bitumen, Anal. Bioanal. Chem. 401 (2011)1059.
• 6. G. Boczkaj, M. Kamiński, Zastosowanie chromatografii gazowej z detektorami selektywnymi w analityce lotnych związków siarki i azotu, Camera Separatoria 3(2011)51.
• 7. G. Boczkaj, M. Kamiński, Badania korelacji retencji z właściwościami fizykochemicznymi wybranych grup organicznych związków siarki w podziałowej chromatografii gazowej, Postępy chromatografii i innych technik i technologii rozdzielania 2(2010)29.
• 8. G.Boczkaj, E. Gilgenast, P. Nowicka, A. Przyjazny, M Kamiński., Procedura przygotowania próbki do oznaczania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w produktach technicznych. I. Produkty z destylacji próżniowej ropy naftowej, Postępy chromatografii i innych technik i technologii rozdzielania 2(2010)38.
• 9. G. Boczkaj, M. Gołębiowski, M. Kamiński, P. Stepnowski, Identyfikacja lotnych składników cieków z instalacji oksydacji asfaltów z wykorzystaniem chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrią mas (GC-MS), Postępy chromatografii i innych technik i technologii rozdzielania 2(2010) 130.