Przemiany chemiczne WWA zaadsorbowanych na pyłach pod wpływem promieniowania słonecznego

• Autorzy: Ćwiklak K. , Surowiec E.

Warianty tytułu

EN

Solar radiation-induced chemical transformations of PAHs adsorbed to dusts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości określonych WWA zawartych w pyłach o średnicach cząstek 0-2,5 ?m i pyłach o średnicach cząstek 2,5-10 ?m. Próbki pyłu zawieszonego pobierano od listopada 2003 r. do czerwca 2004 r. w punkcie pomiarowym w Zabrzu na terenie Instytutu Podstaw Inżynierii Środowiska PAN. Stężenie WWA oznaczono metodą chromatografii gazowej sprzężonej z detektorem masowym. Uzyskane wyniki pozwoliły określić zmienność sezonową stężeń WWA w pyle zawieszonym. W pyłach o średnicach cząstek 2,5-10 ?m dominującymi węglowodorami zarówno w okresie grzewczym jak i letnim były węglowodory 3- i 4-pierścieniowe, natomiast w pyłach o średnicach cząstek 0-2,5 ?m dominowały węglowodory 4-pierścieniowe. W pracy określono również przemiany, pod wpływem światła słonecznego, naftalenu, fenantrenu i pirenu zaadsorbowanych w warunkach modelowych na pyle lotnym z elektrociepłowni. Ekstrakcję WWA z pyłu lotnego przeprowadzono chlorkiem metylenu w łaźni ultradźwiękowej, a oznaczenie węglowodorów przeprowadzono metodą chromatografii w układzie GC/MS. Przemiany węglowodorów w pyle przebiegały w kierunku utworzenia pochodnych hydroksylowych (aldehydy) i pochodnych metylowych. W wyniku naświetlania próbek pyłu promieniowaniem słonecznym przez 250 h nie nastąpiła degradacja pierścienia aromatycznego.

EN

The paper presents the results of selected PAHs content determination in particles of 0-2.5 žm and 2.5-10 žm diameters. The suspended dust was sampled in the period of November 2003 - June 2004 at a sampling site located within the premises of the Institute of Environmental Engineering in Zabrze (Poland). Concentrations of PAHs were determined by means of gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS). The results allowed determining the seasonal variability of PAHs concentrations in suspended dust. Among investigated PAHs, three and four-ring hydrocarbons prevailed in particles 2.5-10 žm and four-ring hydrocarbons in particles 0-2.5 žm during both winter and summer season. Also, solar light-induced transformations of naphthalene, phenanthrene and pyrene, adsorbed in laboratory conditions onto electro-power plant fly-ash, are presented in the paper. PAHs were extracted from fly-ash using methylene chloride in an ultrasonic bath; determinations of hydrocarbons were performed by means of the GC/MS. Hydrocarbons in the irradiated dust yielded hydroxyl (aldehydes) and methyl derivatives. A 250-hour irradiation of the dust samples with the solar has not resulted in a break of the aromatic ring.

Słowa kluczowe

PL

pyły lotne; zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Hutniczego w Polsce, Zarząd Główny
• Czasopismo: Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 39 nr 5
• Strony: 149--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ćwiklak K.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk 41-819 Zabrze, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 34

autor

Surowiec E.

• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk 41-819 Zabrze, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 34

Bibliografia

• [1] Raport IPIS PAN: Monitoring pyłu PM2.5 na automatycznej stacji pomiarowej IPIS PAN w Zabrzu, IPIS PAN, Zespół Imisji Zanieczyszczeń, grudzień 2002
• [2] Raport IPIS PAN: Badanie stężeń pyłu PM2.5 i benzenu w punkcie pomiarowym w Zabrzu ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, IPIS PAN, Zespół Imisji Zanieczyszczeń, styczeń 2003
• [3] Raport IPIS PAN: Badanie zanieczyszczeń powietrza pyłem zawieszonym PM2.5 i benzenu w punkcie pomiarowym w Zabrzu ul. M. Skłodowskiej-Curie 34, IPIS PAN, Zespół Imisji Zanieczyszczeń, styczeń 2002
• [4] Pastuszka J.S.: Study of PM10 and PM2.5 concentrations in southern Poland, J. Aerosol Sci., 28, 1, 227-228, 1997
• [5] US EPA Guidance for using continuous monitoring in PM2.5 monitoring networks, Document no. EPA-454/R-98-012, May 1998
• [6] Holoubek I., Caslavsky J., Korinek P., Staffova K., Kohoutek J., Hrdlicka A.: Levels of PAHs and some halogenated POPs in ambient air in Czech Republic, Polycyclic Aromatic Compounds, 9, 159-167, 1996
• [7] Hazenkamp von Arx M.E. et al.: PM2.5 Assessment in 21 European Siudy Centers of ECRHS II: Method and First Winter Results, European Community Respiratory Health Survey II, Air & Waste Management Association, May 2003
• [8] Kimmo K., Anu K., Virpi T., Matti J.: Methodology and Quality Assurance in Particie (PM;S) Measurements in the Expolis Study, Abstract for the Sixth Finnish National Aerosol Symposium, Hyytiälä, April 15-16, 1997
• [9] Johansson Ch.: Concentration and sources of PMI0 and PM2.5 in Sweden PMI0 Sources, Particles in the size of 2.5 to 10 microns in urban areas, Workshop in support of the Clean Air for Europe (CAFE), Programme of DG ENV in Berlin, Germany, November 4-6, 2002
• [10] Claibom C.S., Finn D., Larson T.V„ Koenig J.Q.: Windblown dust contributes to high PM2.5 concentrations, J Air Waste Manag Assoc, 50(8), 1440-5,2000
• [11] Adamiak-Ziemba J., Ciosek A., Grochulska J., Krysiak B.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, IMP, Łódź 1987
• [12] Lipniak M., Jawień W.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA) w pyle opadowym, PZH, 156-158, 1988
• [13] Garcia M.E., Lopez J.A., Larrubia A.M., Fernandez-Crehuet M., Vargas R.G.: Measurement of polycyclic aromatic hydrocarbons and otherpollutants,}. Appl. Toxicol., 7, 143-146, 1987
• [14] Dutkiewicz T. i in.: Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w środowisku przyrodniczym, PWN, Warszawa 1988
• [15] Westerholm R., Christensen A.: Regulated and unregulated exhaust emissions from three-way catalyst equipped gasoline fuelled vehicles, Atmos. Environ., 30/20, 3529-3536, 1996
• [16] Li H., Banner C.D., Mason G.G., Westerholm R.N., Rafer J.J.: Determination of polycyclic aromatic compounds and dioxin receptor ligands present in diesel exhaust particulate extracts, Atmos. Environ., 30/20, 3537-3542, 1996
• [17] Guicherit R.: Traffic as a source of volatile hydrocarbons in ambient air, Sci. Tot. Environ. 205, 201-213, 1997
• [18] Kordylewski W. i in.: Spalanie i paliwa. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1999
• [19] Maliszewska-Kordybach B.: Sources, Concentrations, Fate and Effects of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in the Environment. Part A: PAHs in Air, Polish Journal of Environ. Studies, 8(3), 131-136, 1999
• [20] Pleil J.D., Vette A.F., Rappaport S.M.: Assaying particle-bound polycyclic aromatic hydrocarbons from archived PM2.5 fillers, Journal of Chromatography A, 1033, 9-17, 2004
• [21] Bodzek D., Luks-Betlej K., Warzecha L.: Determination of parlicle-associated polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air samples from the Upper Silesia region of Poland, Atmos. Environ., 27A, 759, 1993
• [22] Lenicek J., Sekyra M., Citkowa M., Holoubek I.: Determination of polycyclic aromales, chłorinated insecticides and polychlorinated bi-phenyls in the air of North Bohemian Region, Central European Journal of Public Health, 1, 113, 1993
• [23] Masclet P., Mouvier G.: La chimie atmosphrique des hydrocarbures aromatiąues polycycliques, Pollution Atmospherique, 7, 25, 1988
• [24] Ramdahl T., Schjoldager J., Currie L.A., Hansen J.E., Molier M.: Ambient impact of residential wood combustion in Eherum, Norway, Sci. Total Environm., 36, 81, 1984
• [25] Subramanyam V., Valsaraj K.T., Thibodeaux L.J., Reible D.D.: Gas-to-particle portioning of polycyclic aromatic hydrocarbons in an urban atmosphere, Atmos. Environ., 28, 3083, 1994
• [26] Barofsky D.F., Baum E.J.: Exploratory field resorplion mass analysis of the photoconversion of adsorbed polycyclic aromatic hydrocarbons, J. Am. Chem. Soc, 98, 8286, 1976
• [27] Pitts J.N., Lokensgard D.M., Ripley P.S. et al.: Atmospheric epoxydation of benzo(a)pyrene by ozone, Science, 210, 1347, 1980
• [28] Brorström E., Grennfelt P., Lindskog A.: The effect of nitrogen dioxide and ozone on the decomposition of parlicle-associated polycyclic aromatic carbons, Atmos. Environ., 17, 601, 1983
• [29] Konieczyński J. i in.: Skład ziarnowy oraz zawartość i profile wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w pyłach emitowanych z obiektów energetyki komunalnej i zakładowej, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003
• [30] Fernandes M. B., Sicre M.A., Boireau A., Troczynski J.: Polyaromatic hydrocarbon (PAH) distributions in the Seine River and its estuary, Mar. Poll. Bull., 34, 857, 1997