SLEDOVÁNÍ KONCENTRACÍ ANIONTŮ V MĚSTSKÉM AEROSOLU POMOCÍ MINIATURIZOVANÉHO IMPAKTORU

Význam tématu

Aerosoly patří k hlavním polutantům ovzduší s přímým dopadem na zdraví a životní prostředí. Velikost částic určuje transportní a depoziční vlastnosti i biologický účinek. Pro komplexní charakterizaci je zásadní znát chemické složení i velikostní rozdělení aerosolových frakcí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo využít osobní kaskádový impaktor Sioutas a iontovou chromatografii k monitorování běžně se vyskytujících anorganických aniontů ve městském aerosolu. Práce se zaměřila na složení aerosolových frakcí ve velikostním rozmezí 2,5–10 μm, 1,0–2,5 μm, 0,5–1,0 μm, 0,25–0,5 μm a <0,2 μm během zimního období.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorkování bylo prováděno 24 h debíjem 9 dm3.min–1 pomocí osobního kaskádového impaktoru Sioutas. Zachycené frakce na teflonových filtrech byly extrahovány v ultrazvukové lázni. Anionty F–, Cl–, NO2–, SO42–, NO3– a PO43– byly analyzovány iontovou chromatografií na přístroji Dionex ICS-2100 s kolonou IonPac AS11-HC a KOH gradientem.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace ukázala limity detekce v aerosolu 0,43 až 2,70 ng.m–3. V lednu 2016 byly naměřeny nejvyšší koncentrace síranů (průměr 4,49 μg.m–3) a dusičnanů (3,19 μg.m–3), nižší u fluoridů a dusitanů. Z hlediska velikosti dominovaly frakce 0,25–0,5 μm. Paralelní vzorkování PM2.5 pomocí cyklonu prokázalo rozdíly do ±15 % pro většinu aniontů, vyšší odchylky u dusitanů a fluoridů kvůli nízkým koncentracím. Celková hmotnostní koncentrace PM2.5 byla 32,75 μg.m–3 (impaktor) a 29,79 μg.m–3 (filtr).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje mobilní vzorkování velikostně rozděleného aerosolu s citlivou analýzou aniontů. Kompaktní impaktor s dobíjecím čerpadlem je vhodný pro terénní měření. Získaná data přispívají k lepšímu pochopení zdrojové apportion a rozdělení znečištění podle frakcí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalšími kroky může být integrace s online detektory, rozšíření spektra sledovaných složek o organické kyseliny či kovové kationty, kombinace s hmotnostní spektrometrií a nasazení v diferenční expozimetrické síti. Miniaturizace a automatizace přístupu usnadní dlouhodobý monitoring a rychlé vyhodnocování dat.

Závěr

Osobní kaskádový impaktor ve spojení s iontovou chromatografií poskytuje spolehlivou metodiku pro size resolved stanovení aniontů v městském aerosolu. Metoda prokázala dobrou reprodukovatelnost a dostatečnou citlivost, což ji předurčuje pro mobilní měření kvality ovzduší.

Reference

1. Seinfeld J H, Pandis S N Atmospheric Chemistry and Physics From Air Pollution to Climate Change Wiley and Sons New York 1998
2. Dockery D W et al N Engl J Med 24 1753 1993
3. Heinzerling A, Hsu J, Yip F Water Soil Pollut 227 32 2016
4. Chen R et al Biochim Biophys Acta 1860 2844 2016
5. Viana M et al Atmos Environ 40 2180 2006
6. Křůmal K, Mikuška P Atmos Pollut Res 11 401 2020
7. McMurry P H Atmos Environ 34 1959 2000
8. Berner A, Lurzer C J Phys Chem 84 2079 1980
9. Wang C et al Aerosol Sci Technol 41 1049 2007
10. Marple V, Liu B Y H Environ Sci Technol 8 648 1974
11. Willeke K Am Ind Hyg Assoc J 36 683 1975
12. Vaughan N P J Aerosol Sci 20 67 1989
13. Hering S V Aerosol Sci Technol 7 257 1987
14. Berner A Staub Reinhalt Luft 32 315 1972
15. Misra C et al Aerosol Sci 33 1027 2002