Obecność związków lotnych w kabinach nowych i używanych samochodów osobowych źródła i metody badań

Transkrypt

1 FABER Joanna 1 Obecność związków lotnych w kabinach nowych i używanych samochodów osobowych źródła i metody badań WSTĘP Obecność lotnych związków organicznych (LZO) jest związana z niemal każdym środowiskiem wewnętrznym, w którym ludzie spędzają czas, a do którego można zaliczyć pomieszczenia mieszkalne, budynki użyteczności publicznej, budynki służby zdrowia, oświaty, środowisko pracy i inne. Kabina samochodu jest uznawana za szczególny rodzaj mikrośrodowiska wewnętrznego, w którym stężenia różnych związków organicznych mogą być nawet 2-3 krotnie wyższe w porównaniu ze stężeniami tych związków w innych środowiskach zamkniętych, w których ludzie spędzają czas [1-3], oraz nawet do 8 razy wyższe niż w powietrzu otoczenia w tym samym czasie [4, 5]. Pomimo, że samochód jest często stosowanym środkiem transportu, kabina nowego samochodu nie jest zbyt dobrze rozpoznanym środowiskiem pod względem obecności zanieczyszczeń powietrza, w porównaniu do innych środowisk wewnętrznych. Jest to związane zarówno z wieloma istniejącymi na rynku modelami samochodów różnych producentów, możliwymi różnymi typami wyposażenia kabiny danego modelu, jak i kulturą użytkowania samochodu. Dodatkowo, na problemy z identyfikacją źródła emisji LZO ma wpływ fakt, że związki te w powietrzu tworzą skomplikowaną mieszaninę, istnieje wiele źródeł emisji danego związku oraz, że jeden związek może być emitowany przez wiele źródeł [6]. Stosowane we wnętrzach farby i dodatki do farb mogą być źródłem emisji heksanu, heptanu, toluenu, octanu etylu, chlorku metylenu i innych [7]. Z włókien syntetycznych i plastików mogą być uwalnianie m. in., 1,2,4-trimetylobenzen i styren [8]. Dywaniki tekstylne, wyprodukowane z włókien syntetycznych na bazie polipropylenu, emitują m. in. dekan i toluen, a na bazie nylonu styren [9]. Elementy z polichlorku winylu (PVC) są głównym źródłem emisji 2-etyloheksanolu [10]. Źródłem etylobenzenu mogą być pianki wygłuszające, lakiery, środki odłuszczające lub uszczelnienia, a undekanu pokrycia ścian i podłóg, farby i rozpuszczalniki [11]. Liczba badań dotyczących uwalniania LZO do kabiny samochodu z elementów wyposażenia wnętrza jest niewielka [2, 12] lub ilość samochodów poddanych badaniom jest ograniczona [13]. Znacznie więcej prac prowadzonych jest w zakresie badania jakości powietrza w samochodach używanych w ruchu ulicznym. Skład chemiczny powietrza wewnątrz kabiny samochodu pod względem jakościowym różni się w przypadku samochodów nowych w porównaniu do samochodów używanych. W samochodach nowych, w których emisja LZO z materiałów jest największa [14], obecne są głównie małocząsteczkowe lotne związki organiczne, pochodzące z tak zwanego odgazowania materiałów wyposażenia kabiny samochodu. Wraz z upływem czasu użytkowania samochodu maleje stężenie związków organicznych pochodzących z elementów wyposażenia kabiny, a w ich miejsce pojawiają się substancje pochodzące z zewnętrznych źródeł (tak zwanych ruchomych), na przykład spalania paliwa, przecieków paliwa i innych [15]. W pracy przedstawiony został przegląd literatury i aktualny stan wiedzy na temat badań jakości powietrza w samochodach nowych i używanych, zakres prowadzonych badań oraz metodyka badań. 1 Instytut Badań i Rozwoju Motoryzacji BOSMAL Sp. z o.o., ul. Sarni Stok 93, Bielsko-Biała; joanna.faber@bosmal.com.pl; Tel:

2 1. LOTNE ZWIĄZKI ORGANICZNE W NOWYCH SAMOCHODACH Lotne związki organiczne, obecne w kabinie nowego samochodu, pochodzą z tak zwanego odgazowania materiałów wykorzystanych do wyposażenia wnętrza kabiny. Za uwalnianie LZO do wnętrza kabiny są odpowiedzialne tworzywa sztuczne i guma, które stanowią główne elementy wyposażenia wnętrza kabiny (m. in. kokpit, kierownica, uszczelki szyb), skóra sztuczna lub naturalna (materiał siedzeń i kanapy, obszycie kierownicy), tkaniny i włókniny (tapicerka, wygłuszenia, poszycie sufitu, dywaniki), spoiwa, powłoki ochronne, kleje i inne [1, 2, 13, 14, 16-20]. Spośród dostępnych materiałów, najczęściej wykorzystywanym materiałem w branży motoryzacyjnej jest poliester, stosowany m. in. do produkcji materiałów pokrycia siedzeń, dywaników, pasów bezpieczeństwa i innych. Innymi tworzywami, wykorzystywanymi w motoryzacji są na przykład poliamid 6 i 6.6 oraz polipropylen (dywaniki podłogowe), polietylen i polichlorek winylu (zagłówki), poliuretan (siedzenia, zagłówki), różnego rodzaju materiały tekstylne, zamszowe i skórzane (pokrycia siedzeń) [21]. Wśród związków, które są typowo uwalniane z materiałów wnętrza kabiny, znajdują się acetaldehyd, formaldehyd i ksyleny [22]. Z kierownicy obszytej skórą naturalną emitowane są ketony, furany, styren i 1-metylo-2-pirolidon. Tapicerka wykonana ze skóry jest źródłem emisji większej ilości alkoholi i 1-metylo-2-pirolidonu w porównaniu z tapicerką wykonaną z materiału [23]. Dywaniki podłogowe są źródłem styrenu [20]. Zhang i współautorzy [15] poddali badaniom 802 różne nowe samochody, wyprodukowane maksymalnie 3 lata przed badaniami. W powietrzu pobranym z samochodów oznaczali tylko 4 związki organiczne, wśród których toluen był dominującym zanieczyszczeniem we wszystkich kabinach. W innych badaniach, Yoshida i Matsunaga [2], oznaczyli 161 związków organicznych w jednym nowym, prywatnym samochodzie. Grabbs i inni [20] w trakcie swoich badań pobierali próbki z 4 nowych samochodów (dwa samochody osobowe, jeden samochód typu minivan, jedna półciężarówka), w których oznaczono w sumie 61 związków organicznych. You i inni [17] w nowym samochodzie zidentyfikowali 82 związki organiczne, podczas gdy w samochodzie 1-rocznym 61 związków, a 5-cioletnim 36. Chien [14] badał stężenie 12 najczęściej występujących w kabinach związków organicznych, w pięciu różnych, nowych samochodach. Na podstawie tych badań stwierdzono, że stężenia wybranych związków różnią się w sposób istotny, w zależności od modelu samochodu. Buters i współautorzy [24] przeprowadzili badania dwóch samochodów: nowego (około 1 miesiąca od wyprodukowania) i używanego (około 3-letniego). Oba samochody były tego samego modelu o tym samym wyposażeniu kabiny. Autorzy stwierdzili, że stężenie związków organicznych w samochodzie nowym było dziesięciokrotnie wyższe, niż w samochodzie używanym. Najszerszy zakres badań, zarówno pod względem liczby przebadanych samochodów, jak i liczby zidentyfikowanych związków organicznych, przeprowadził Yoshida i inni [13, 23], którzy w trakcie badań pobierali próbki powietrza ze 101 japońskich samochodów, maksymalnie 3 lata po ich wyprodukowaniu. W próbkach powietrza zidentyfikowali łącznie 275 związków organicznych, spośród których 242 było obecnych we wszystkich badanych samochodach. Zestawienie publikacji dotyczących badań jakości powietrza w kabinach nowych samochodów, za które uznawano samochody poniżej 3 lat od wyprodukowania, zostało przedstawione w tabeli 1. W tabeli ujęto zarówno liczbę badanych samochodów, warunki prowadzenia badań (kondycjonowanie samochodu, temperatura, wilgotność), jak i sumę stężeń oznaczonych substancji organicznych, ilość zidentyfikowanych związków oraz wykaz związków o najwyższych stężeniach. Całkowite stężenie związków organicznych uwalnianych z elementów wyposażenia kabiny samochodu w prezentowanych badaniach zależało znacząco od modelu badanego samochodu oraz od jego wieku. Stężenie LZO w badanych samochodach kształtowało się w zakresie od 136 do µg/m 3, przy czym średnia wartość sumy stężeń LZO była na poziomie kilku mg/m

3 Tab.1. Badania jakości powietrza w samochodach nowych (poniżej 3 lat) Ilość Suma LZO Liczba Warunki badania sam. (µg/m 3 ) LZO LZO o najwyższym stężeniu Lit. 1 kondycjonowanie przez 5 h m,p-ksylen, undekan, dekan, o-ksylen, [2] pobieranie 80 cm nad podłogą dodekan 4 kondycjonowanie przez min. 1 h : toluen, undekan,,1,2,4- [20] pobieranie 50 cm nad podłogą na siedzeniu pasażera t wewn = C TMB (1) 2: 1-butanol, 1,2,4-TMB (1), acetofenon, ksyleny 3: dodekan, undekan 2,6-dimetyloundekan, toluen 4: toluen,, 1,2,3-TMB (1), 2-etylotoluen 802 warunki statyczne bd (2) 4 benzen, toluen, [15] 5 kondycjonowanie przez 1h pobieranie na siedzeniu kierowcy na wysokości ramion t wewn = 32 C; RH = 56% 1 warunki statyczne komora środowiskowa kondycjonowanie 16h t wewn = 25 C; RH = 50±10% 1 komora środowiskowa t wewn = 65 C; RH = 50% 101 badanie w okresie letnim warunki statyczne pobieranie na środku kabiny 80 cm nad podłogą średnia t wewn = 27 C; RH = 50% 2 warunki rzeczywiste badania latem (1) TMB trimetylobenzen; (2) bd brak danych bd (2) 12 toluen, m,p-ksylen, o-ksylen, styren, undekan benzen, toluen,, etylobenzen, styren, undekan, dekan, nonan, cykloheksanon, tetrachloroetylen, α-pinen , C 3 - i C 4 -alkilobenzeny, dodekan, tridekan, metylopirolidon związki alifatyczne: heptan, heksan, 2, dimetyloheptan, dekan, 2-metylopentan, związki aromatyczne: toluen, m,p-ksylen, 1,2,4-TMB (1), etylobenzen, 3-etylotoluen, inne:1-butanol, metylocyklopentan, octan >5 673 i > etylu, nonanal bd (2) 1: 2-metylodekan, 5-metylodekan, styren, 2- metylononan, 2,2,4,6,6-pentametyloheptan 2: toluen, fenol, styren, e-kaprolaktam, kwas 2-etyloheksanowy [14] [17] [24] [13] [23] [19] W większości badanych samochodów głównymi zanieczyszczeniami kabiny były: węglowodory alifatyczne, które stanowiły około 50% całkowitego stężenia LZO, w tym undekan, dodekan i tridekan [2, 17, 20, 24], węglowodory aromatyczne, które stanowiły około 42% całkowitego stężenia LZO, w tym toluen, etylobenzen, [55, 74, 80], toluen, styren i fenol [2, 17, 19, 20, 24], cykloalkany, chlorowcopochodne węglowodorów, terpeny, estry i inne związki, które odpowiadały za mniej niż 10% całkowitego stężenia LZO [2, 27, 23]. 2. LOTNE ZWIĄZKI ORGANICZNE W SAMOCHODACH UŻYWANYCH Stężenie związków organicznych w samochodach będących w ruchu zależy między innymi od modelu samochodu, jego konstrukcji i związanej z tym wymiany powietrza, pory roku i warunków meteorologicznych, czasu i trasy podróży, natężenia ruchu, rozprowadzenia paliwa i innych [5, 25]. Według badań, w kabinie samochodu zasilanego benzyną, człowiek jest narażony na zwiększone stężenia od 5 do 24 różnych LZO w porównaniu do samochodów zasilanych innymi paliwami lub do innych środków transportu [5, 25, 26]. Wśród tej grupy związków znajdują się alkany, alkeny, aldehydy i węglowodory aromatyczne. W przypadku dobrze utrzymanych samochodów, obecność związków organicznych w kabinie samochodu używanego pochodzi ze spalin innych uczestników ruchu, a nie własnych [27]. Może jednak dochodzić również do tak zwanej dyfuzji zwrotnej, czyli penetracji własnych spalin do wnętrza 1246

4 kabiny [28] lub przedostawania się substancji organicznych do wnętrza samochodu podczas tankowania. Wiele z prowadzonych prac naukowych koncentrowało się na badaniach narażenia osób podróżujących różnymi środkami transportu (samochody prywatne, taksówki, autobusy, pociągi) na lotne związki organiczne, obecne we wnętrzach tych pojazdów. Badania były prowadzone głównie w obszarach miejskich, o dużym natężeniu ruchu, zarówno w Europie: Pamplona w Hiszpanii [5], Paryż we Francji [29], Birmingham w Wielkiej Brytanii [25, 37], Huddersfield w Wielkiej Brytanii [31], Spandau-Neukölln w Niemczech [32], Heraklion w Grecji [1], Ispra we Włoszech [12], w Azji: Taegu w Korei [26, 33-39], Seul w Korei [28], Kalkuta w Indiach [27], Pekin w Chinach [15], jak i USA: Detroit [40], Raleigh [4, 41], Boston [42], New Jersey-Nowy Jork [43], Los Angeles [19]. Zestawienie różnych wyników badań, których przedmiotem była ocena jakości powietrza w kabinach samochodów używanych, przedstawiono w tabeli 2. Najczęściej oznaczanymi związkami były tak zwane markery emisji spalin samochodowych, czyli związki z grupy BTEX: o-ksylen, m-ksylen i p-ksylen [25, 27, 29, 33-35, 37, 38, 40, 42]. Związki te są emitowane podczas spalania benzyny w silnikach samochodów i mogą przedostawać się do wnętrza samochodu na skutek naturalnej cyrkulacji powietrza lub jego zasysania poprzez układ wentylacji [3, 25, 26, 34]. Uważa się, że narażenie ludzi na związki z grupy BTEX jest ściśle związane z użytkowaniem samochodu [4]. Badania Lawryk i Weisel [43] dotyczące dwóch samochodów prywatnych wykazały, że w warunkach ograniczonej wymiany powietrza w kabinie pojazdu obecne są i toluen na znacząco wyższym poziomie stężeń, niż w przypadku normalnej wentylacji. W swoich badaniach Jo i Park porównując różne środki transportu (pociąg, autobus, rower) odnotowali najwyższe stężenie benzenu we wnętrzu samochodu osobowego [31]. W innych badaniach Jo i Park [37] badali narażenie kierowców na związki z grupy BTEX w czterech różnych modelach samochodów, o stosunkowo dużym przebiegu (około do około km). Badania były prowadzone latem i zimą, a próbki powietrza pobierano w godzinach szczytu komunikacyjnego. Znacznie wyższe stężenia badanych związków oznaczono w miesiącach letnich niż zimowych, przy czym w przypadku benzenu i toluenu różnice w stężeniach pomiędzy porami roku były statystycznie istotne. Podobny zakres badań opisali Jo i Choi [34], którzy badali stężenie związków BTEX w dwóch samochodach osobowych o znacznym przebiegu (około km), podczas podróży różnymi trasami. Próbki powietrza pobierano w godzinach szczytu komunikacyjnego, dwukrotnie w ciągu dnia. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na stwierdzenie, że emisja spalin oraz odparowanie paliwa są głównymi źródłami narażenia ludzi na związki aromatyczne w kabinie samochodu. Narażenie kierowców na benzen i naftalen badali Jo i Lee [26], którzy stwierdzili, że stężenia tych związków są znacznie wyższe w przypadku samochodów zasilanych benzyną, niż w przypadku samochodów zasilanych olejem napędowym. W innej pracy, Jo i Yu [33], badali narażenie kierowców taksówek, podczas wykonywania pracy, na aromatyczne lotne związki organiczne. Również w tym przypadku badano różnice w stężeniach LZO zimą i latem, przy czym uzyskane wyniki były sprzeczne z wynikami Jo i Choi [34], ponieważ jednoznacznie wskazały, że stężenia wszystkich badanych związków były wyższe w zimie niż w lecie. Opisana sytuacja miała miejsce zarówno w samochodach zasilanych benzyną, jak i w samochodach zasilanych olejem napędowym i LPG (które nie zawierają badanych związków aromatycznych). Na tej podstawie stwierdzono, że prawdopodobnym źródłem tych zanieczyszczeń były spaliny pochodzące z samochodów innych uczestników ruchu. Teorię tą potwierdziły badania Dor i współautorów [29], które wykazały, że spaliny dostają się do wnętrza samochodu podczas postoju przy dużym natężeniu ruchu, natomiast w przypadku samochodu jadącego nie następuje penetracja spalin do wnętrza pojazdu. Wyższe stężenia związków organicznych w kabinie w miesiącach zimowych można wytłumaczyć mniejszą cyrkulacją powietrza (zamknięte okna) oraz mniejszą wydajnością spalania benzyny w zimie. 1247

5 Tab.2. Badania jakości powietrza w samochodach używanych Badane samochody Warunki badania Badane związki Lit. 20 taksówek warunki rzeczywiste, badanie latem i zimą [33] dozwolone palenie papierosów pobieranie próbki w strefie oddychania 4 modele samochodów warunki symulowane, badanie latem i zimą [37] pobieranie w strefie oddychania pasażera 3 samochody warunki symulowane, pobieranie w strefie oddychania: [25] 70 cm nad siedzeniem 10 samochodów warunki rzeczywiste, badanie zimą benzen, naftalen [26] (5 x benzyna, 5 x ON) 2 samochody używane warunki rzeczywiste, badanie zimą [34] pobieranie w strefie oddychania na siedzeniu kierowcy 1 samochód warunki symulowane, od jesieni do lata co dwa [29] tygodnie, pobieranie w strefie oddychania, TMB (1) 11 samochodów warunki symulowane, t = 29,1 C; RH = 55% [27] używanych pobieranie w strefie oddychania kierowcy (próbnik) 2 samochody warunki symulowane, badanie zimą [35] 2 samochody z wypożyczalni pobieranie na siedzeniu pasażera i kanapie warunki symulowane pobieranie w strefie oddychania kierowcy, oktan, dekan,tmb (1), heksan, heptan 1 samochód warunki symulowane, badanie latem i zimą ΣWWA (2) [32] pobieranie w strefie oddychania pasażerów 9 samochodów warunki rzeczywiste, badanie zimą [42], formaldehyd 33 samochody warunki rzeczywiste, t = C, suma polibromowanych [1] prywatne pobieranie w strefie oddychania na środku kabiny eterów difenylowych 50 samochodów służbowych warunki rzeczywiste, badanie latem i jesienią pobieranie na siedzeniu pasażera, [41] 11 prywatnych obszar miejski 33 prywatne obszar przemysłowy 12 samochodów prywatnych warunki rzeczywiste warunki rzeczywiste warunki rzeczywiste 2 samochody prywatne warunki rzeczywiste pobieranie 50 cm nad siedzeniem pasażera p-etylotoluen, ΣTMB (1), styren, TMB (1), naftalen, heksan, TMB (1), izooktan, 3-metylopentan 2 samochody warunki rzeczywiste 1 samochód komora środowiskowa (3 letni) t wewn = 65 C, RH = 50% 2 samochody używane warunki statyczne, komora środowiskowa kondycjonowanie 16h, t = 25 C, RH = 50±10% aceton, metylocykloheksan, metylopirolidon, acetaldehyd, heptanal, toluen, izomery ksylenu, etylobenzen, styren, undekan 20 samochodów warunki statyczne benzen, toluen, Σksylenów [15] 23 samochody warunki rzeczywiste, badanie latem i zimą [12] prywatne, heptan, dekan, undekan, TMB (1), dodekan, oktan, metylocykloheksan, 2 samochody warunki rzeczywiste, badania latem [19] (4-letnie), heksan 1 samochód warunki rzeczywiste, badania jesienią benzen [31] (1) TMB trimetylobenzen; (2) WWA wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne [4] [44] [44] [30] [43] [36] [24] [17] 1248

6 W swoich badaniach, Geiss i współautorzy [12], pobierali próbki powietrza latem i zimą z wnętrza 23 samochodów prywatnych. Na podstawie badań stwierdzili, że stężenia 18 oznaczanych związków organicznych były o 36% wyższe latem niż zimą, co jest zgodne z wynikami Jo i Choi [34]. Wyjątek stanowiły benzen i α- pinen, których stężenia były niezależne od pory roku. Związki grupy BTEX były również przedmiotem badań Ilgen i zespołu [44], którzy badali wpływ środowiska zewnętrznego (obszar miejski i przemysłowy) na stężenia tych związków w kabinie samochodu. Stwierdzono, że zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego (obszar przemysłowy) w znaczący sposób wpływają na jakość powietrza wewnątrz samochodu. Podobne wnioski wynikają z pracy Chan i innych [4], którzy stwierdzili, że stężenie 24 różnych LZO wyraźnie zależy od trasy przejazdu. Najwyższe stężenie odnotowano w trasie miejskiej dla izopentanu, butanu i pentanu, a wśród węglowodorów aromatycznych, dla toluenu, m,p-ksylenu i 1,2,4-trimetylobenzenu. Jo i Lee w swojej pracy stwierdzili, że głównym źródłem formaldehydu we wnętrzu kabiny są spaliny [39]. Stężenie formaldehydu pochodzącego ze spalin samochodowych znacznie przewyższa każdą potencjalną ilość, która może być wyemitowana przez materiały wyposażenia wnętrza kabiny. Tematem pracy Jo i Park [36] był wpływ miejsca pobierania próbki powietrza w samochodzie na wynik oznaczania związków BTEX. Badaniom poddano 2 samochody, a próbki pobierano na siedzeniu pasażera oraz na kanapie. Różnica w stężeniach związków pomiędzy miejscami pobierania próbki wynosiła maksymalnie 20%, co mieściło się w błędzie pomiaru. Na podstawie tych badań stwierdzono, że rozkład LZO w kabinie jest wystarczająco jednorodny i miejsce pobierania próbki nie ma istotnego wpływu na wynik pomiaru. 3. METODY BADAŃ W większości badań jakości powietrza w kabinie nowego samochodu próbki powietrza pobierano w warunkach statycznych, czyli przy wyłączonym silniku i zamkniętych drzwiach i oknach, po wcześniejszym kondycjonowaniu samochodu. Warunki statyczne i kondycjonowanie zapewniały równomierny rozkład związków organicznych w kabinie samochodu. Całkowite stężenie LZO w tym przypadku było wyższe niż podczas badania w warunkach normalnej eksploatacji. Wniosek ten został potwierdzony w badaniach Fedoruk i Kerger [19], którzy na przykładzie jednego, 4-letniego, samochodu stwierdzili, że stężenia 10 głównych związków były wyższe w warunkach statycznych, niż w warunkach dynamicznych (samochód w ruchu). W przypadku samochodów używanych próbki były pobierane w warunkach dynamicznych, czyli podczas jazdy samochodu. Niezależnie od tego, czy obiektem badań był samochód nowy, czy używany, próbki powietrza najczęściej pobierano metodą aktywną z wykorzystaniem pompek do pobierania powietrza [1, 2, 13-15, 17, 19, 20, 23, 26, 27, 29-37, 42, 43]. W nielicznych przypadkach wykorzystano inne metody pobierania próbek: metodę pasywną [12, 44] lub kanistry próżniowe Summa [4, 41]. Do pobierania i zatężania LZO wykorzystywano w znaczącej większości pojedyncze adsorbenty stałe: Tenax (TA, GR, GC) [17, 25, 26, 33-37, 43], Carbotrap 300 [14, 20, 24], węgiel aktywny [15, 27, 29, 42] lub poliuretan (PUR) [1]. W celu oznaczenia szerszego zakresu różnych związków organicznych, stosowane były również adsorbenty stałe wielozłożowe: Tenax TA+PUF+ORBO [13, 23], Tenax GR+Carbotrap [30], Tenax GC+Carboxen+Carbosieve III [43] oraz Anasorb CMS+GCB1+Tenax GR [19]. W jednym przypadku jako równoległe do adsorbentu stałego zastosowano adsorbenty ciekłe [24]. Związki organiczne, pobrane na adsorbenty stałe, uwalniano ze złoża metodą desorpcji temperaturowej [14, 15, 17, 19, 20, 24-26, 30, 31, 33, 34-37, 43] lub ekstrakcji rozpuszczalnikiem: disiarczkiem węgla (CS 2 ) [2, 13, 23, 27, 29, 42], acetonem [2], mieszaniną cykloheksan-acetonitryl [32] lub mieszaniną dichlorometan-heksan [1]. Tak przygotowane próbki były analizowane metodą chromatografii gazowej z detekcją: płomieniowo-jonizacyjną [14, 15, 20, 27, 29, 33-36, 42], spektrometrią mas [1, 2, 4, 17, 19, 25, 26, 30, 37, 43, 44] lub równoczesną detekcją płomieniowojonizacyjną i spektrometrią mas [13, 23, 24]. Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne były oznaczane metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej [32]. 1249

7 WNIOSKI Na podstawie przeprowadzonego przeglądu literatury można jednoznacznie stwierdzić, że lotne związki organiczne we wnętrzach nowych samochodów pochodzą z odgazowania materiałów. Stężenie LZO w samochodach nowych jest znacznie wyższe niż w samochodach używanych, w których obecność LZO jest związana ze spalaniem paliwa. Z porównania przedstawionych danych literaturowych wynika, że kabina nowego samochodu nie jest środowiskiem dobrze poznanym. Znacznie mniej badań jakości powietrza jest prowadzonych w samochodach nowych, co ma związek między innymi z szeroką gamą modeli samochodów i różnorodnością materiałów wyposażenia kabiny. Z drugiej strony, pomimo szeregu badań jakości powietrza w samochodach używanych, badacze koncentrowali się głównie na oznaczaniu związków z grupy BTEX (benzen, toluen, etylobenzen, ) jako markerów emisji spalin. Najczęściej stosowaną procedurą badawczą było pobieranie próbek metodą aktywną na adsorbenty stałe, uwalnianie LZO ze złoża metodą desorpcji temperaturowej, a następnie analiza metodą chromatografii gazowej. Streszczenie W pracy przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat jakości powietrza w kabinie samochodu. Zamieszczony został przegląd literatury dotyczący badań lotnych związków organicznych w kabinach nowych i używanych samochodów. W kabinach nowych samochodów związki organiczne pochodzą głównie z odgazowania materiałów, użytych do wyposażenia kabiny, a ich stężenie maleje z czasem użytkowania samochodu. W samochodach używanych miejsce związków organicznych, wyemitowanych z materiałów, zajmują substancje pochodzące głównie ze spalania paliwa. Badania jakości powietrza w kabinach samochodów używanych w ruchu są prowadzone na szerszą skalę, niż badania jakości powietrza w samochodach nowych i mają głównie na celu ocenę narażenia ludzi na szkodliwe związki z grupy BTEX ( ). Znacznie mniej badań prowadzonych jest w kabinach samochodów nowych, czego powodem jest różnorodność dostępnych materiałów, możliwych do zastosowania w kabinie samochodu, oraz modeli samochodów. W pracy przedstawiono również podsumowanie stosowanych procedur badawczych. Próbki powietrza były głównie pobierane metodą aktywną na adsorbenty stałe oraz analiza metodą chromatografii gazowej po wcześniejszej desorpcji temperaturowej. Słowa kluczowe: jakość powietrza; lotne związki organiczne; kabina nowego samochodu; kabina samochodu używanego The presence of volatile compounds in new and used vehicles interiors their sources and test methods Abstract The state of current knowledge on air quality in vehicle s interior is presented. The literature overview on volatile organic compounds research in the cabins of new and used vehicles is presented. In new vehicles cabins organic compounds originate from the off-gassing of materials which were used to equip vehicle s interior, and their concentration decreases with time of usage. In used vehicles, the place of organic compounds, which were emitted from materials, take substances originating mainly from fuel combustion. Air quality investigation in traffic-used vehicles are conducted on larger scale than air quality investigation in new vehicles and aim mainly on human exposure to harmful compounds from the group of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, isomers of xylene). Significantly less research are conducted in cabins of new vehicles, due to both variety of available materials used to equip vehicle s interior, and car models. The summary of research procedures is also described. Air samples were mainly collected by active method on solid sorbents and analysed by gas chromatography after thermal desorption. Keywords: air quality; volatile organic compounds; new vehicle s cabin; used vehicle s cabin BIBLIOGRAFIA 1. Mandalakis M., Stephanou E. G., Horii Y., Kannan K., Emerging contaminants in car interiors: evaluating the impact of airborne PBDEs and PBDD/Fs. Environmental Science and Technology 2008, nr 42 ( ). 1250

8 2. Yoshida T., Matsunaga I., A case study on identification of airborne organic compounds and time courses of their concentration in the cabin of a new car for private use. Environment International 2006, nr 32 (58-79). 3. Weisel C. P., Automobile, bus and rail passenger air quality. HdbEnvChem 2005, nr 4, część H ( ). 4. Chan Ch. Ch., Özkaynak H., Spengler J. D., Sheldon L., Driver exposure to volatile organic compounds, CO, ozone and NO 2 under different driving conditions. Environmental Science and Technology 1991, nr 25 ( ). 5. Parra M. A., Elustondo D., Bernejo R., Santamaria J. M., Exposure to volatile organic compounds (VOC) in public buses of Pamplona, Northern Spain. Science of the Total Environment 2008, nr 404 (18-25). 6. Johansson I., The role of volatile organic compounds in the assessment of indoor air quality. Karolinska Institutet, Sztokholm Jones A. P., Indoor air quality and health. Atmospheric Environment 1999, nr 33 ( ). 8. Zabiegała B., Organic compounds in indoor environments. Polish Journal of Environmental Studies 2006, nr 15 ( ). 9. Tucker W. G., Volatile organic compounds w: Indoor Air Quality Handbook. J. D. Spengler, J. M. Samet, J. F. McCarthy, The McGraw Hill Companies Inc. 2001, ( ). 10. Van der Wal J. F., Hoogeveen A. W., Wouda P., The influence of temperature on the emission of volatile organic compounds from PVC flooring, carpet, and paint. Indoor Air 1997, nr 7 ( ). 11. Levin H., Building materials and indoor air quality. Occupational Medicine: State of the Art Reviews 1989, nr 4 ( ). 12. Geiss O., Tirendi S., Barrero Moreno J., Kotzias D., Investigation of volatile organic compounds and phthalates present in the cabin air of used private cars. Environment International 2009, nr 35 ( ). 13. Yoshida T., Matsunaga I., Tomioka K., Kumagai S., Interior air pollution in automotive cabins by volatile organic compounds diffusing from interior materials: I. Survey of 101 types of Japanese domestically produced cars for private use. Indoor and Built Environment 2006, nr 15,5 ( ). 14. Chien Y. Ch., Variations in amounts and potential sources of volatile organic chemicals in new cars. The Science of the Total Environment 2007, nr 382 ( ). 15. Zhang G. S., Li T. T., Luo M., Lin J. F., Lin Z. R., Bai Y. H., Air pollution in the microenvironment of parked new cars. Building and Environment 2008, nr 43 ( ). 16. Indoor air quality hazards of new cars. Air Quality Sciences, Inc You K. W., Ge Y. S., Hu B., Ning Z. W., Zhao S. T., Zhang Y. N., Xie P., Measurement of in-vehicle volatile organic compounds under static conditions. Journal of Environmental Sciences 2007, nr 19 ( ). 18. Cho Y., Park D. S., Kwon S. B., Characterization of VOC emissions from interior materials of railroad passenger cabin and preparation of environment-friendly interior materials. Korea Railroad Research Institute 19. Fedoruk M. J., Kerger B. D., Measurement of volatile organic compounds inside automobiles. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 2003, nr 13 (31-41). 20. Grabbs J. S., Corsi R. L., Torres V. M., Volatile organic compounds in new automobiles: screening assessment. Journal of Environmental Engineering 2000 ( ). 21. Fung W., Hardcastle M., Textiles in automotive engineering. The Textile Institute, Cambridge, England. Woodhead Publishing Ltd Schupp T., Bolt H. M., Hengstler J. G., Maximum exposure levels for xylene, formaldehyde and acetaldehyde in cars. Toxicology 2005, nr 206 ( ). 23. Yoshida T., Matsunaga I., Tomioka K., Kumagai S., Interior air pollution in automotive cabins by volatile organic compounds diffusing from interior materials: II. Influence of manufacturer, 1251

9 specifications and usage status on air pollution, and estimation of air pollution levels in initial phases of delivery as a new car. Indoor and Built Environment 2006, nr 15,5 ( ). 24. Buters J. T. M., Schober W., Gutermuth I., Jakob T., Aguilar-Pimentel A., Huss-Marp J., Traidl- Hoffmann C., Mair S., Mair S., Mayer F., Breuer K, Behrendt H., Toxicity of parked motor vehicle indoor air. Environmental Science and Technology 2007, nr 41 ( ). 25. Leung P. L., Harrison R. M., Roadside and in-vehicle concentrations of monoaromatic hydrocarbons. Atmospheric Environment 1999, nr 33 ( ). 26. Jo W. K., Lee J. H., Naphthalene and benzene levels in microenvironments associated with potential exposure: new and old apartments with moth repellents, and cabins of passenger cars. International Journal of Environmental Analytical Chemistry 2011, nr 91 ( ). 27. Som D., Dutta C., Chatterjee A., Mallick D., Jana T. K., Sen S., Studies on commuters exposure to BTEX in passenger cars in Kolkata, India. The Science of the Total Environment 2007, nr 372 ( ). 28. Rahman Md. M., Kim K. H., Exposure to hazardous volatile pollutants back diffusing from automobile exhaust systems. Journal of Hazardous Materials 2012, nr ( ). 29. Dor F., Le Moullec Y., Fresty B., Exposure of city residents to carbon monoxide and monocyclic aromatic hydrocarbons during commuting trips in the Paris metropolitan area. Journal of the Air and Waste Management Association 1995, nr 45 ( ). 30. Kim Y. M., Harrad S., Harrison R. M., Concentrations and sources of VOCs in urban domestic and public microenvironments. Environmental Science and Technology 2001, nr 35 ( ). 31. Kingham S., Meaton J., Sheard A., Lawrenson O., Assessment of exposure to traffic-related fumes during the journey to work. Transportation Research 1998, Part D 3 ( ). 32. Fromme H., Oddoy A., Piloty M., Krause M., Lahrz T., Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and diesel engine emission (elemental carbon) inside a car and a subway train. The Science of the Total Environment 1998, nr 217 ( ). 33. Jo W. K., Yu Ch. H., Public bus and taxicab drivers exposure to aromatic work-time Volatile Organic Compounds. Environmental Research Section A 2001, nr 86 (66-72). 34. Jo W. K., Choi S. J., Vehicle occupants exposure to aromatic Volatile Organic Compounds while commuting on an urban-suburban route in Korea. Journal of the Air and Waste Management Association 1996, nr 46 ( ). 35. Jo W. K., Park K. H., Concentrations of volatile organic compounds in automobile s cabins while commuting along a Korean urban area. Environmental International 1998, nr 24 ( ). 36. Jo W. K., Park K. H., Concentrations of volatile organic compounds in the passenger side and the back seat of automobiles. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 199, nr 9 ( ). 37. Jo W. K., Park K. H., Commuter exposure to volatile organic compounds under different driving conditions. Atmospheric Environment 1999, nr 33 ( ). 38. Jo W. K., Song K. B., Exposure to volatile organic compounds for individuals with occupations associated with potential exposure to motor vehicle exhaust and/or gasoline vapor emissions. The Science of the Total Environment 2001, nr 269 (25-37). 39. Jo W. K., Lee J. W., In-vehicle exposure to aldehydes while commuting on real commuter routes in a Korean urban area. Environmental Research Section A 2002, nr 88 (44-51). 40. Batterman S. A., Peng Ch. Y., Braun J., Levels and composition of volatile organic compounds on commuting routes in Detroit, Michigan. Atmospheric Environment 2002, nr 36 ( ). 41. Riediker M., Williams R., Devlin R., Griggs T., Bromberg P., Exposure to particulate matter, volatile organic compounds and other air pollutants inside patrol cars. Environmental Science and Technology 2003, nr 37 ( ). 42. Chan Ch. Ch., Spengler J. D., Özkaynak H., Lefkopoulou M., Commuter exposures to VOCs in Boston, Massachusetts. Journal of the Air and Waste Management Association 1991, nr 41 ( ). 43. Lawryk N. J., Weisel C. P., Concentrations of Volatile Organic Compounds in the passenger compartments of automobiles. Environmental Science and Technology 1996, nr 30 ( ). 1252

10 44. Ilgen E., Levsen K., Angerer J., Schneider P., Heinrich J., Wichmann H.-E., Aromatic hydrocarbons in the atmospheric environment. Part III: personal monitoring. Atmospheric Environment 2001, nr 35 ( ). 1253