I can calculate the motions of heavenly bodies, but not the  madness of people. Isaac Newton Hodnocení adsorpce polycyklických aromatických uhlovodíků.

Prezentace na téma: "I can calculate the motions of heavenly bodies, but not the  madness of people. Isaac Newton Hodnocení adsorpce polycyklických aromatických uhlovodíků."— Transkript prezentace:

1 I can calculate the motions of heavenly bodies, but not the  madness of people.
Isaac Newton Hodnocení adsorpce polycyklických aromatických uhlovodíků na PM a PM2.5 František Božek, Jiří Huzlík, Pavel Budínský, Magdalena Náplavová Vysoká škola regionálního rozvoje Žalanského 68/54, Praha 17 tel: +420  ;

2 ÚVOD dynamický rozvoj dopravy s sebou přináší vedle výhod také řadu negativních dopadů. k vysoce závažným následkům patří vedle produkce značného kvanta odpadů a zvyšujícího se počtu havárií vozidel především o kontaminace složek životního prostředí, zvláště ovzduší v okolí silničních komunikací. mezi zdravotně vysoce závadné polutanty produkované dopravou a vázané na tuhé částice (PM) patří polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs), jež jsou vedle toxicity podezřelé i z karcinogenních, mutagenních a teratogenních efektů.

3 Analýza současného stavu
epidemiologické studie přisuzují částicím suspendovaným v ovzduší nejen akutní, nýbrž i chronické účinky, zejména při delší expozici. akutní efekty se projevují ve formě mechanického poškození rohovky, ztíženého dýchání, poškození plicních tkání vedoucí až k fibrilaci plic aj. chronické efekty spočívají ve zvýšeném výskytu bronchitid, kardiovaskulárních poruch, reprodukčních anomálií a při vyšší expozici i rakoviny hlavně respiračních orgánů. zdravotní dopad PM spočívá ve skutečnosti, že je na ně adsorbována řada kontaminantů, PAHs nevyjímaje.

4 Analýza současného stavu Karcinogenita vybraných PAHs
IARC klasifikuje: benzo[a]pyrene do skupiny 1 jako prokázaný lidský karcinogen; cyklopenta[cd]pyren, dibenz[a,h]anthracen a dibenzo[a,l]pyren do skupiny 2A jako pravděpodobně karcinogenní pro člověka; 11 dalších PAHs do skupiny 2B jako možné lidské karcinogeny. U.S. EPA začleňuje: benzo[a]pyrene, benz[a]anthracen, benzo[b]fluoranthen, benzo[k]fluoranthen, dibenz[a,h]anthracen, chrysen a indeno[1,2,3-c,d]pyrene do skupiny B2 jako pravděpodobné lidské kacinogeny s dostatečnými důkazy u zvířat.

5 Analýza současného stavu
konstrukce zážehových a vznětových (Dieselových) motorů posunuje emitované PM více do oblasti nanočástic. zdravotní efekt PM je výrazně ovlivněn velikostí.

6 Použité přístroje a chemikálie
odběr vzorků z ovzduší probíhal po dobu 24 h středněobjemovým vzorkovačem Leckel MVS6; PM zachyceny na filtru z SiO2 vláken s průměrem filtru 47 mm; k odběru byla užita dvě vzorkovací zařízení s dvěma průměry trysek, což umožnilo paralelně zachytit PM10 a PM2.5 ; vzorky byly zabaleny do AL-fólie, přeneseny do laboratoře a do analýzy uchovávány při -18°C; Vzorkovač Leckel MVS6

7 Použité přístroje a chemikálie
PAHs zachycené na filtru byly extrahovány CH2Cl2 čistoty pro reziduální analýzu v extraktoru; kapalinový extraktor pracoval na principu Soxhletovy extrakce na fluidním loži za cyklicky se měnící teploty; při zahřívání se PAHs rozpustily a během chladicí periody se vzniklým podtlakem extrakt nasál zpět do varné nádobky; po každé extrakci byla zařazena čistící fáze extraktoru; Extraktor fexIKA® vario control

8 Použité přístroje a chemikálie
získaný extrakt byl zahuštěn stripováním dusíkem kvality N5 při teplotě 40 °C a tlaku proudu dusíku 70‑140 kPa na objem 1 ml v zařízení TurboVap II; zahuštěný extrakt byl převeden na 2 g silikagelu 60/80, jež byl předtím žíhán 3 dny při 400 °C a sušen 3 hodiny při 160°C; TurboVap II k zahuštění silikagel s PAHs byl převeden do kolony, eluován 10 ml n‑hexanu k odstranění nepolárních interferujících alkanů a pak 4-krát 5 ml CH2Cl2 do nádobky TurboVapu k zahuštění;

9 Použité přístroje a chemikálie
následoval přídavek 0.5 ml toluenu a roztok byl zahuštěn stripováním dusíkem na objem 0.5 ml; v závěrečné fázi byl roztok doplněn toluenem na 1 ml, převeden do hnědé vialky objemu 2 ml a naspikován µl p‑terfenylu sloužícím jako vnitřní standard ke stanovení PAHs; připravené vzorky byly uloženy do chladničky a do doby stanovení PAHs, udržovány při teplotě pod 10°C za nepřístupu světla.

10 Použité přístroje a chemikálie
koncentrace PAHs byly stanoveny v zařízení GC/MS Shimadzu QP2010; k rozdělení PAHs sloužila SiO2 kapilární kolona DB‑EUPAH s vnitřním průměrem 0.25 mm; jako nosný plynem bylo užito He kvality He 6.0, SIAD S.p.A., Itálie; GC/MS Shimadzu QP2010 v MS kvadrupólovém detektoru se nárazem elektronu molekuly PAHs fragmentovaly a ionizovaly a dráha nabitých částic se zakřivila úměrně intenzitě magnetického pole kvadrupólu. Výstupem bylo hmotnostní spektrum intenzity úměrné koncentraci PAH ve vzorku a profil jeho identity.

11 Použité statistické metody
k posouzení závislosti naměřených hodnot koncentrací PAHs adsorbovaných na částicích frakcí PM10 a PM2.5 byl využit softwarový balík QC.Expert™; porovnání bylo provedeno neparametrickou metodou Spearmanova koeficientu pořadové korelace; předpokladem aplikace této metody je, aby oba soubory měly stejný počet dat, nesmí se zaměnit jejich pořadí a oba údaje o jednom měření, získané typicky ve stejném časovém období, musí být na témže řádku;

12 Použité statistické metody
Spermanův koeficient se pro každý PAH vypočte dle vztahu: kde Di2 (PAH) je kvadrát rozdílu pořadí hodnot koncentrace xi -tého sledovaného PAH vázaného na částice PM10 a koncentrace yi (PAH) stejného PAH vázaného na částice PM2.5 a n je počet korelačních dvojic; je-li  rSp (PAH)   rSp (, n), kde rSp (, n) je tabelovaná kritická hodnota Spearmanova koeficientu, je závislost mezi soubory s n korelačními dvojicemi významná na hladině ; jestliže je  rSp (PAH)   rSp (, n) je závislost mezi oběma soubory dat na hladině významnosti  nevýznamná.

13 Výsledky a diskuze vzorky ovzduší byly odebírány v tunelu Mrázovka, Praha; tunel je součástí městského okruhu, je dlouhý 1 260 m s rozdělením jízdních směrů do jednotlivých tubusů; průměrná intenzita dopravy v období odběru činila 2.3104 vozidel den-1 s podílem 96% osobních vozidel; odběry byly provedeny formou 3-týdenních odběrových kampaní v roce 2012 a dvoudenní kampaně v roce 2013; odebráno bylo sumárně 22 vzorků PM10, 22 vzorků PM2.5 a 3 blanky; průtok vzorkovaného ovzduší činil 2.3 m3 h-1, což odpovídalo odebranému vzduchu m3 vzorek-1.

14 Výsledky a diskuze Sledována byla koncentrace 16 prioritních PAHs dle U.S. EPA: Nap = naftalenu, Acy = acenafthylenu, Ace = acenafthenu, Flu = fluorenu, Phe = fenanthrenu, Ant = anthracenu, Fla = fluoranthenu, Py = pyrenu, BaA = benz[a]anthracenu, BbF = benzo[b]fluoranthenu, BkF = benzo[k]fluoranthenu, BaP = benzo[a]pyrenu, DbA = dibenz[a,h]anthracenu, Ipy = indeno[1,2,3-cd]pyrenu, BPe = benzo[ghi]perylenu a Chry = chrysenu. Stanoveny byly taktéž koncentrace 1‑methylnaftalenu, benzo[e]pyrenu, 2‑methylnaftalenu, 11H-benzo[c]fluorenu, benzo[j]fluoranthenu, dibenz[a,h]akridinu, dibenz[a,j]akridinu, 3‑methylcholanthrenu, jež jsou podezřelé z karcinogenních účinků na člověka.

15 Výsledky a diskuze

16 Výsledky a diskuze

17 Výsledky a diskuze

18 Závěr frakce PM2.5 je zcela obsažena ve frakci PM10 a závislosti koncentrací PAHs adsorbovaných na částice PM10 a PM2.5 jsou vysoce těsné. všechny PAHs jsou adsorbovány téměř výhradně na PM s aerodynamickým průměrem d  2.5 µm, zatímco na frakci PM nejsou PAHs vázány prakticky vůbec.

19 Závěr karcinogenní efekt je funkcí druhu a množství PAHs vázaných na emitované PM; kvantum vázaných PAHs jest funkcí aerodynamického průměru PM, teplotě, vlhkosti vzduchu a dalších faktorů. konstrukce motorů posunuje PM do oblasti nanočástic; čím menší PM, tím hlouběji proniká do dýchacího ústrojí; bylo prokázáno, že PAHs jsou vázány výhradně na frakci PM2.5, zatímco na frakci PM prakticky vůbec; dále chceme stanovit distribuci koncentrací individuálních PAHs a jejich sumy ve frakcích 5-10 nm v oblasti jemných a ultra jemných tuhých částic, tj. v intervalu jejich aerodynamického průměru d [μm]  0.006; 2.5.

20 Vzduch je čistej !!! Děkuji za pozornost
The true sign of intelligence is not knowledge but imagination. Albert Einstein Vzduch je čistej !!! Děkuji za pozornost