Zawartość węgla i siarki w pyle PM2,5 i PM10 w powietrzu w centrum Krakowa

From the SelectedWorks of Robert Oleniacz October 1, 2012 Zawartość węgla i siarki w pyle PM2,5 i PM10 w powietrzu w centrum Krakowa Monika Dziugieł Marek Bogacki Robert Oleniacz Marian Mazur Available at: https://works.bepress.com/robert_oleniacz/66/

CONTENT OF CARBON AND SULFUR IN PM2.5 AND PM10 DUST IN AMBIENT AIR OF THE CENTRE OF KRAKOW ZAWARTOŚĆ WĘGLA I SIARKI W PYLE PM2,5 I PM10 W POWIETRZU W CENTRUM KRAKOWA Monika Dziugieł, Marek Bogacki, Robert Oleniacz, Marian Mazur Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Katedra Kształtowania i Ochrony Środowiska Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków bogacki@agh.edu.pl Summary This paper presents the results of the PM2,5 and PM10 mass concentration measurements in an urban air and the results obtained from the additional chemical analysis concerning the carbon and sulfur content of the collected dust samples. Dust samples were collected at the measuring point located on the roof of five-storey building at the AGH University of Science and Technology in Cracow, Poland, the centre of the urban area of the city. In the scope of this study the relations between the carbon and sulfur content within the collected dust samples were determined in the function of the dust fractions content and selected meteorological factors. As a result of the study the hypothesis identifying the main sources of dust emissions determining the quality of air in Krakow were faced. Streszczenie W pracy przedstawiono wyniki pomiarów stężenia pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10 w powietrzu miejskim oraz wyniki analiz chemicznych zaaspirowanego pyłu w zakresie zawartości w nim węgla oraz siarki. Pobór pyłu odbywał się w punkcie pomiarowym zlokalizowanym w centrum Krakowa na dachu pięciopiętrowego budynku. W ramach badań określono zależności zawartości węgla i siarki w zaaspirowanym pyle w funkcji składu frakcyjnego pyłu oraz mierzonych parametrów meteorologicznych. W podsumowaniu wysunięto hipotezy w zakresie identyfikacji głównych źródeł emisji pyłu determinujących jakość powietrza w centrum Krakowa. 1. Wprowadzenie Zanieczyszczenia pyłowe mogą występować w powietrzu w postaci niewidocznych gołym okiem submikronowych cząstek lub cząstek większych, których obecność w szczególnych warunkach może zarejestrować ludzki wzrok. Pomiary stężeń pyłu zawieszonego PM2,5 oraz PM10 w powietrzu miejskim są priorytetowe ze względu na niekorzystne oddziaływanie zdrowotne wywoływane przez najdrobniejsze cząstki, które mogą przedostawać się nie tylko do układu oddechowego, ale również do krwioobiegu człowieka (pył respirabilny) [1,2].

Pył zawieszony występujący w powietrzu atmosferycznym, przybierający zwykle nieregularne formy, ma zdolność do absorbowania na swej powierzchni różnych związków chemicznych [3-5]. Niektóre zaabsorbowane na powierzchni pyłów związki mogą powodować zmianę np. właściwości mikrofizycznych i optycznych cząstek [6]. Badania prowadzone w wielu miastach na świecie wskazują, że do tej grupy zanieczyszczeń należą związki organiczne pochodzące ze źródeł antropogenicznych i naturalnych, związki nieorganiczne powstające w wyniku emisji gazów oraz materiały węglowe, których głównymi źródłami emisji są ruch samochodowy oraz energetyka [7,8]. Rozwijające się aglomeracje miejskie narażone są na stopniowe pogarszanie się stanu jakości powietrza, między innymi ze względu na zwiększone zapotrzebowanie na energię [9]. Dodatkowym czynnikiem pogłębiającym niekorzystny stan jakości życia w miastach jest wzmożony ruch samochodowy. Wiele pozycji literaturowych wskazuje transport jako jedno z dominujących źródeł emisji pyłów do powietrza w środowisku miejskim [10-11]. Okazuje się, że pyły komunikacyjne w szczególnych warunkach mogą przemierzać znaczne odległości, natomiast, gdy pasy ruchu są ograniczone przez np. zwartą zabudowę miejską lub poprzez ekrany akustyczne, droga jaką pokonują wyemitowane zanieczyszczenia komunikacyjne ulega skróceniu [12], powodując wzrost stężenia pyłu w powietrzu w bezpośrednim sąsiedztwie dróg. Potwierdzeniem takiej sytuacji są liczne wyniki pomiarów stężenia pyłu PM2,5 i PM10 prowadzonych w punktach pomiarowych zlokalizowanych w różnych odległościach od dróg [13-15]. 2. Metodyka badań Pomiary stężeń pyłu zawieszonego PM2,5 i PM10 w powietrzu oraz pobór próbek pyłu do analiz przeprowadzono przy użyciu referencyjnego niskoobjętościowego pobornika PNS3D15/LVS3D firmy Atmoservice przeznaczonego do aspiracji próbki w celu określenia stężenia pyłu w powietrzu atmosferycznym [16]. Pobornik wyposażony jest między innymi w czujniki: temperatury otoczenia, ciśnienia atmosferycznego oraz pomiaru przepływu. Zasada działania pobornika opiera się na kontrolowanym przeciąganiu zapylonego powietrza przez filtr, na którym osadza się pył. Układ wyposażony jest w głowicę separującą PM2,5 zgodną z normą PN-EN 14907 oraz głowicę PM10 zgodną z PN-EN 12341 [21]. Głowica mocowana jest do rury ssącej, przez którą przepływ powietrza wymuszany jest przez pompę z ustaloną prędkością przepływu 2,3 m/s. W pomiarach zastosowano filtry z mikrowłókien szklanych Q/MA firmy Whatmann o średnicy 47 mm. Oznaczenie zawartości węgla i siarki w próbkach pyłu przeprowadzono z wykorzystaniem analizatora CS-500 niemieckiej firmy Eltra, który pozwala na prowadzenie badań dla wielu różnorodnych, stałych i płynnych materiałów z wykorzystaniem najnowszej technologii spalania. Metody prowadzenia analizy dla poszczególnych materiałów mogą różnić się wymaganą do wykonania oznaczenia masą próbki, procedurami wprowadzania próbki do pieca oraz czułością w zakresie podczerwieni. Zasada działania analizatora CS-500 opiera się na absorpcji odpowiedniej długości fal promieniowania podczerwonego przez gaz. Widmo absorpcyjne jest określane przez liczbę, konfigurację i rodzaj atomów w cząsteczkach gazu. W pierwszej kolejności próbka materiału po zważeniu umieszczana jest w środku rozgrzanego pieca, gdzie jest spalana. Proces spalania zachodzi w tlenie, który jednocześnie działa jako gaz nośny. Przepływ przez gniazdo pieca jest utrzymywany przez pompę sterowaną elektronicznie i jest monitorowany przez czujnik przepływu (nominalna prędkość przepływu to 180 l/h). Gazy emitowane z pieca po spaleniu często zawierają wilgoć dlatego konieczne jest ich osuszenie w absorberze wilgoci wypełnionym nadchloranem magnezu. Następnie prób-

ka gazu trafia do komory pomiarowej, gdzie następuje pomiar absorbancji w podczerwieni. Analizator CS-500 jest wyposażony w cztery komory pomiarowe emitujące wiązkę światła podczerwonego (Low sulfure IR-cell, High sulfure IR-cell, Low carbon IR-cell, High carbon IR-cell). Każda komora może pracować w zakresie podczerwieni od 1 nm do 320 nm [17]. Analizator jest czuły nawet na niskie zawartości węgla i siarki w próbce. Dla węgla wartość ta wynosi 5 μg (lub 10 ppm w 500 mg próbce), a dla siarki 1 μg (lub 2 ppm w 500 mg próbce). Analizie poddano próbki pyłów zaaspirowanych na filtrach w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 roku. Pobór wszystkich próbek pyłu prowadzono w trybie 24 godzinnym stosując naprzemiennie odpowiednie głowice separujące: PM2,5 i PM10. Równolegle prowadzono także pomiary prędkości i kierunku wiatru. 3. Wyniki badań Uzyskane w analizowanym okresie wyniki pomiarów stężeń pyłu zawieszonego PM10 i PM2,5 w powietrzu oraz zawartości węgla i siarki w zebranych próbkach pyłu przedstawiono w tabeli 1. Najwyższe stężenia frakcji pyłu PM10 obserwowano w okresie grzewczym od stycznia do marca 2011 r., gdy temperatura powietrza utrzymywała się na niskim poziomie (poniżej 5 o C) i często spadała poniżej zera. W tym okresie rejestrowane wartości stężeń pyłu PM10 często przekraczały poziom dopuszczalny stężenia 24-godzinnego wynoszący 50 μg/m 3. Najwyższe stężenie PM10 zanotowano 04.03.2011 r., a jego wartość prawie czterokrotnie przekroczyła poziom stężenia dopuszczalnego. Zgromadzona podczas tego epizodu pomiarowego próbka pyłu zawierała 53,6 % węgla oraz 3,23 % siarki. Gdy temperatura powietrza wzrosła znacznie powyżej 5 o C w miesiącach od kwietnia do czerwca zanotowano spadek stężenia pyłu PM10 poniżej poziomu dopuszczalnego. W tym okresie najniższe stężenie PM10 (14,6 μg/m 3 ) zanotowano 08.05.2011 r. W zaaspirowanym w tym dniu pyle PM10 oznaczono 18,2 % węgla oraz 0,47 % siarki. Pomiary stężenia pyłu PM2,5 prowadzono jedynie w okresie grzewczym od stycznia do marca 2011 r. Zanotowane wartości stężeń PM2,5 dla wszystkich zgromadzonych próbek przekraczały poziom dopuszczalny wraz z marginesem tolerancji (27,1 μg/m 3 ) i wahały się od 47,7 μg/m 3 do 98,6 μg/m 3. Najwyższe stężenie PM2,5 odnotowano 25.02.2011 r., gdy temperatura powietrza spadła do -4 o C. Zebrana tego dnia próbka pyłu zawierała 33,8 % węgla oraz 5,51 % siarki. W analizowanym okresie pomiarowym zawartość węgla i siarki w próbkach pyłu PM10 wahała się odpowiednio w zakresie: 11,9-71,7 % i 0,80-6,45 % natomiast w próbkach pyłu PM2,5 w zakresie: 32,4-55,6 % i 1,55-5,84 %. Wyniki pomiarów zestawione w tabeli 1 poddano analizie pod kątem wpływu podstawowych parametrów meteorologicznych na stężenie pyłu PM2,5 i PM10 w powietrzu oraz zawartość węgla i siarki w zgromadzonych próbkach. Parametry meteorologiczne, takie jak prędkość i kierunek wiatru oraz temperatura powietrza rejestrowano w miejscu poboru próbek pyłu drobnego. Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono odpowiednio wpływ prędkości i kierunku wiatru na uzyskiwane wartości stężeń pyłu PM2,5 i PM10. Prędkość wiatru w niewielkim stopniu wpływa na rejestrowane stężenia pyłu drobnego. W odniesieniu do frakcji PM10 można stwierdzić niewielki wzrost stężenia pyłu wraz ze wzrostem prędkości wiatru (r = 0,1475; p = 0,4453), a w odniesieniu do PM2,5 spadek stężenia ze wzrostem prędkości wiatru (r = -0,1193; p = 0,7785). Jednak bardziej wnikliwa analiza wpływu prędkości wiatru na wyniki pomiarów stężenia frakcji PM10 wykazała, iż dla wiatrów wiejących z prędkością niższą od 2 m/s wraz ze wzrostem prędkości rejestrowano wzrost stężenia pyłu PM10 (r = 0,1982; p = 0,5590),

natomiast dla wiatrów wiejących z prędkością powyżej 2 m/s rejestrowano spadek stężenia pyłu wraz ze wzrostem prędkości wiatru (r = -0,2110; p = 0,4007). Tabela 1. Wyniki pomiarów stężenia pyłu PM2,5 i PM10 wraz z zawartością węgla i siarki w próbkach w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The summary of the PM2,5 and PM10 mass concentrations together with carbon and sulphur content registered in air in the center of Krakow during the period from January to June 2011 Data poboru Dzień Stężenie pyłu Zawartość Parametry meteorologiczne próbki tygodnia PM10 PM2,5 C S Vpow Azymut Temp. [μg/m 3 ] [μg/m 3 ] [%] [%] [m/s] [ o ] [ o C] 17.01.2011 poniedziałek 116,7 ] 54,2 2,32 1,7 178 3,4 20.01.2011 czwartek 32,6 38,5 1 1,46 2,6 260-2 22.01.2011 sobota 40,2 49,0 4 2,7 3 262-3,6 26.01.2011 środa 42,2 56,4 4 0,12 2,2 188-4,3 29.01.2011 sobota 150 46,0 5 5,44 2,7 172-5,1 31.01.2011 poniedziałek 100,3 42,5 9 4,37 2,4 124-7,3 02.02.2011 środa 80,1 32,8 7 4,37 5,1 223-7,4 04.02.2011 piątek 31 36,4 3 1,3 4,9 219-8,4 08.02.2011 wtorek 72,9 71,7 3 3,16 2,8 212-8,3 10.02.2011 czwartek 65,5 55,5 1 1,55 3,4 219 0,7 11.02.2011 piątek 74,4 55,9 9 2,09 3 189-0,7 14.02.2011 poniedziałek 47,4 35,7 6 2,2 4,7 64-4,9 16.02.2011 środa 58,3 42,1 7 1,74 5,3 62-4,2 17.02.2011 czwartek 56,6 71,2 6 4,83 4,2 60 3,2 18.02.2011 piątek 69,7 48,7 7 2,72 3,3 78 3,2 22.02.2011 wtorek 52,9 36,3 5 3,95 5,1 67 2,3 23.02.2011 środa 73,4 32,4 1 2,91 4,7 184 4,4 24.02.2011 czwartek 82,1 44,2 2 5,38 4,5 197-3 25.02.2011 piątek 98,6 33,7 4 5,51 4,3 102-4 26.02.2011 sobota 62,9 37,8 6 6,45 4,7 72 2,4 27.02.2011 niedziela 82,3 33,5 7 5,84 4,8 67-5,8 03.03.2011 czwartek 76,8 33,9 6 2,51 4,4 63-0,7 04.03.2011 piątek 191,7 53,6 4 3,23 2,9 196 1,3 07.04.2011 czwartek 26,4 11,8 3 0,63 2,8 235 17,4 09.04.2011 sobota 18,1 13,1 8 0,82 6,3 259 18 12.04.2011 wtorek 41,8 37,6 9 0,03 1,9 221 19,1 16.04.2011 sobota 45,5 48,78 2,06 0,8 229 20,5 20.04.2011 środa 32,8 35,2 2 1,34 1,4 212 18,6 29.04.2011 piątek 33,2 24,2 9 2,86 1,7 150 17,9 01.05.2011 niedziela 25,7 54,2 3 2,91 1,8 187 11,2 06.05.2011 piątek 38,4 35,95 1,96 2,4 177 7,4 08.05.2011 niedziela 14,6 18,1 1 0,47 1,1 180 12,6 11.05.2011 środa 20,1 44,9 7 0,8 1,7 186 16,7 13.05.2011 piątek 20,6 42,3 1 1,69 2,8 184 14,7 23.05.2011 poniedziałek 23,8 33,6 1 1,96 0,2 171 9,4 28.05.2011 sobota 21,9 59,1 2,49 0,8 179 13,4 01.06.2011 środa 29 27,0 1 2,93 0,4 176 9,9 03.06.2011 piątek 44,7 25,8 6 8 1,29 0,2 177 14,7

Uzyskane w tej analizie wyniki wskazują, iż dla wyższych prędkości wiatru, znacznie przekraczających 2 m/s, wpływ na uzyskiwane wyniki pomiarów stężenia pyłu drobnego ma także stosowana metoda aspiracji próbki zapylonego powietrza. W celu weryfikacji tej tezy konieczne jest przeprowadzenie dodatkowych badań w oparciu o znacznie bardziej rozbudowany zbiór danych. Analizując wpływ kierunku wiatru na rejestrowane wyniki pomiarów stężenia pyłu PM2,5 i PM10 (rysunek 2) można stwierdzić, iż w analizowanym okresie najczęściej występowały wiatry wiejące z północnego wschodu oraz południowego zachodu. Znacznie większą liczbę próbek zgromadzono podczas występowania wiatrów wiejących z południowego zachodu, a próbki te charakteryzowały się wyższymi stężeniami pyłu PM2,5 i PM10. 200 180 160 Stężenie pyłu [μg/m 3 ] 140 120 100 80 60 40 20 0-1 0 1 2 3 4 5 6 7 Prędkość wiatru [m/s] PM10 PM2,5 Rysunek 1. Wpływ prędkości wiatru na wyniki pomiarów stężenia pyłu PM2,5 i PM10 PM10: r = 0,1475; p = 0,4453; PM2,5: r = -0,1193; p = 0,7785 The influence of wind speed on the PM2,5 and PM10 mass concentration results 200 180 160 Stężenie pyłu [μg/m 3 ] 140 120 100 80 60 40 20 0 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 Kierunek wiatru [ o ] PM10 PM2,5 Rysunek 2. Wpływ kierunku wiatru na wyniki pomiarów stężenia pyłu PM2,5 i PM10 The influence of wind direction on the PM2,5 and PM10 mass concentration results W okresie wiosennym i letnim w całkowitym strumieniu rejestrowanych cząstek dominowały frakcje mniejsze od 2,5 μm, co może wskazywać na główny udział w tym okresie cząstek emitowanych przez komunikację. Świadczyć o tym może także lokali-

zacja punktu pomiarowego z bezpośrednio sąsiadującymi z budynkiem parkingami samochodowymi oraz popularnymi trasami komunikacyjnymi (od północy i północnego wschodu w odległości ok. 100 m znajduje się ul. Czarnowiejska, od wschodu w odległości ok. 180 m- al. Mickiewicza, od południa w odległości ok. 150 m znajduje się ul. Reymonta). W okresie zimowym i wiosennym, gdy temperatura powietrza utrzymuje się poniżej 5 o C, dominującym źródłem emisji pyłów do powietrza jest energetyczne spalanie paliw kopalnych w celach grzewczych. Innym czynnikiem mogącym powodować emisję pyłu drobnego do powietrza w okresie zimowym może być stosowanie bardziej podatnych na ścieranie opon zimowych. Warto także wspomnieć, iż w odległości około 16 km na południowy zachód (dominujący kierunek wiatrów w analizowanym okresie) znajduje się Elektrownia Skawina, która może stanowić istotne źródło napływu pyłu drobnego z tego obszaru. Wpływ temperatury powietrza na zawartość węgla i siarki w pyle zawieszonym PM10 i PM2,5 przedstawiono odpowiednio na rysunkach 3 i 4. W celu lepszego zobrazowania trendu zmian ilości węgla i siarki w pyle w różnych warunkach temperatury zastosowano regresję liniową. Na podstawie przeprowadzonej analizy można stwierdzić, iż temperatura powietrza może mieć wpływ nie tylko na stężenie pyłu ale również na skład pyłu zawieszonego PM10 oraz PM2,5. Znacznie częściej większe ilości węgla i siarki obserwowano w próbkach pyłu zgromadzonych w czasie występowania niskich (szczególnie ujemnych) temperatur poniżej 5 o C. Można zatem stwierdzić, iż w okresie grzewczym rejestrowano wyższe zawartości węgla i siarki w obu analizowanych frakcjach pyłu. Zaobserwowana tendencja do spadku zawartości węgla i siarki wraz ze wzrostem temperatury może być związana z faktem, iż podczas chłodnych dni wzrasta udział sektora grzewczego jako dominującego źródła emisji pyłu. Warto również zauważyć, iż istotnym źródłem pyłu drobnego jest emisja pyłów z pojazdów samochodowych. Spaliny silników Diesela to wieloskładnikowe mieszaniny wielu związków chemicznych powstające w wyniku spalania oleju napędowego i silnikowego, których ważne składowe stanowią produkty niecałkowitego spalania, takie jak węgiel i w dużo mniejszym już stopniu siarka (frakcja nierozpuszczalna). W celu identyfikacji źródeł emisji pyłów o wysokiej zawartości węgla oraz siarki przeprowadzono analizę badającą zależność zawartości węgla i siarki w zaaspirowanym pyle od temperatury oraz dnia tygodnia (rysunek 5 i 6), a także analizę wpływu stężenia pyłu (rysunek 7 i 8) i temperatury powietrza (rysunek 9 i 10) na udział węgla w stosunku do udziału siarki w pyle PM2,5 i PM10 (stosunek C/S). Wyznaczona zależność C/S może mieć kluczowe znaczenie w identyfikacji frakcji pyłów emitowanych ze wspomnianych źródeł. Wysoki wskaźnik C/S oznacza znacznie niższą zawartość siarki w stosunku do zawartości węgla w próbce analizowanego pyłu, co może wynikać z dominującego udziału pyłów pochodzenia komunikacyjnego w tej próbce. Zgodnie z danymi przedstawionymi na rysunku 5 zawartość węgla w próbkach pyłu w czasie występowania niskich temperatur była wyższa w próbkach zgromadzonych w dni robocze (wraz z sobotą). Niższa zawartość węgla w próbkach zgromadzonych w niedziele może wskazywać na to, iż wraz z ograniczeniem intensywności ruchu samochodowego zmniejszył się udział emisji komunikacyjnej. Gdy temperatura powietrza wzrosła powyżej 10 o C nie odnotowano istotnych różnic w ilości węgla w pyle drobnym w analizowanych dniach tygodnia. Na rysunku 6 można z kolei zauważyć, iż zawartość siarki w próbkach pyłu ulegała znacznie większym wahaniom w zależności od temperatury oraz dni tygodnia w stosunku do analogicznej analizy zawartości węgla (rysunek 5). Znacznie niższe zawartości siarki występowały podczas dni o temperaturach powietrza większych od 10 o C.

80 70 60 Zawartośc węgla [%] 50 40 30 20 10 0-10 -5 0 5 10 15 20 25 r = -0,3961; p = 0,0138; r 2 = 0,1569 Temperatura [ o C] Rysunek 3. Wpływ temperatury powietrza na zawartość węgla w pyle zawieszonym zgromadzonym w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The influence of temperature on the carbon content of dust sample during the measurement period from January to June 2011 7 6 5 Zawartość siarki [%] 4 3 2 1 0-1 -10-5 0 5 10 15 20 25 r = -0,5013; p = 0,0013; r 2 = 0,2513 Temperatura [ o C] Rysunek 4. Wpływ temperatury powietrza na zawartość siarki w pyle zawieszonym zgromadzonym w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The influence of temperature on the sulfur content of dust sample during the measurement period from January to June 2011

Zawartość węgla [%] 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 [-8,4; -2] (-2;10] (10;20,5] Temperatura [ o C] Dzień roboczy Sobota Niedziela Rysunek 5. Zawartość węgla w pyle w zależności od temperatury oraz dnia tygodnia w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The carbon content of dust depending on temperature and a day of the week during the measurement period from January to June 2011 7 6 Zawartość siarki [%] 5 4 3 2 1 0 [-8,4; -2] (-2;10] (10;20,5] Temperatura [ o C] Dzień roboczy Sobota Niedziela Rysunek 6. Zawartość siarki w pyle w zależności od temperatury oraz dnia tygodnia w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The sulfur content of dust depending on temperature and a day of the week during the measurement period from January to June 2011 Na rysunkach 7 i 8 zaprezentowano odpowiednio zależność stężenia pyłu PM10 i PM2,5 od stosunku zawartości węgla do zawartości siarki (C/S) w próbce. Rysunki 9 i 10 z kolei obrazują zmienność wartości wskaźnika C/S w funkcji temperatury. Na ich postawie można stwierdzić, iż wzajemny stosunek zawartości węgla i siarki (C/S) w próbce maleje wraz ze wzrostem stężenia pyłu PM2,5 (r = - 0,5901) oraz PM10 (r = - 0,3574) i rośnie wraz ze wzrostem temperatury (r = 0,3309 dla pyłu PM10 oraz r = 0,2484 dla pyłu PM2,5). Potwierdzeniem tego faktu są zależności widoczne na rysunkach 7 i 8. Wraz ze wzrostem stężenia pyłu rośnie zawartość siarki w analizowanych próbkach. Wysoka ujemna korelacja stężenia pyłu PM2,5 z wartością wskaźnika C/S może świadczyć o tym, że za podwyższone stężenia tej frakcji pyłu w powietrzu miej-

skim w dużej mierze odpowiada energetyczne spalanie paliw zawierających siarkę. Z kolei słaba dodatnia korelacja temperatury powietrza z analizowanym wskaźnikiem C/S dla pyłu PM2,5 może wynikać z małej liczby wykonanych pomiarów stężenia pyłu oraz niewielkich różnic rejestrowanej w tym czasie temperatury (rysunek 10). Widoczna na rysunku 9 słaba dodatnia zależność między wskaźnikiem C/S a temperaturą dla pyłu zawieszonego PM10 wskazuje, że wraz ze wzrostem temperatury powietrza zmniejsza się udział sektora grzewczego odpowiedzialnego za podwyższone stężenia pyłów, a wzrasta udział innych źródeł emisji, w tym komunikacji. Rysunek 7. Wartość stosunku C/S w zależności od stężenia pyłu PM10 w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The value of the C/S ratio in the PM10 dust sample depending on PM10 mass concentration during the measurement period from January to June 2011 Rysunek 8. Wartość stosunku C/S w zależności od stężenia pyłu PM2,5 w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The value of the C/S ratio in the PM2,5 dust sample depending on PM2,5 mass concentration during the measurement period from January to June 2011

Rysunek 9. Wartość stosunku C/S w pyle PM10 w zależności od temperatury w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The value of the C/S ratio in the PM10 dust sample depending on temperature during the measurement period from January to June 2011 Rysunek 10. Wartość stosunku C/S w pyle PM2,5 w zależności od temperatury w okresie pomiarowym od stycznia do czerwca 2011 r. The value of the C/S ratio in the PM2,5 dust sample depending on temperature during the measurement period from January to June 2011 4. Podsumowanie i wnioski końcowe W analizowanym okresie pomiarowym ponadnormatywne stężenia pyłu PM10 (52,9-150,0 μg/m 3 ) oraz PM2,5 (47,4-98,6 μg/m 3 ) odnotowano w okresie grzewczym. W analizowanych próbkach zawartość węgla w pyle zawieszonym PM10 wahała się od 11,9 % do 71,7 %, a w pyle PM2,5 od 32,4 % do 55,6 %. Zawartość siarki natomiast wynosiła odpowiednio 0,80-6,45 % w pyle PM10 oraz 1,55-5,84 % w pyle PM2,5. Na rejestrowane stężenia pyłu oraz ich skład największy wpływ miała temperatura powie-

trza. Zaobserwowana tendencja do spadku zawartości węgla i siarki w analizowanych próbkach wraz ze wzrostem temperatury związana jest ze zmniejszeniem emisji pyłów z energetycznego spalania paliw. Zarejestrowana dla pyłu PM10 słaba dodatnia korelacja między wskaźnikiem C/S a temperaturą świadczy o tym, iż podczas występowania wyższych temperatur powietrza na rejestrowane stężenia pyłów miały wpływ inne źródła emisji, a w szczególności komunikacja. Praca została wykonana w ramach grantu dziekańskiego 15.11.150.141. Literatura [1] Gurjar B.R., Jain A., Sharma A., Agarwal A., Gupta P., Nagpure A.S., Lelieveld J., Human health risks in megacities due to air pollution, Atmospheric Environment, 2010, Vol. 44, pp: 4606-4613 [2] McDermoth H.J.: Air Monitoring for Toxic Exposures. Wiley-Interscience, A John Wiley & Sons, Inc., Hoboken (New Yersey) 2005 [3] Hueglin Ch., Gehrig R., Baltensperger U., Gycel M., Monn Ch., Vonmont H., Chemical characterisation of PM2.5, PM10 and coarse particles at urban, nearcity and rural sites in Switzerland, Atmospheric Environment, 2005, vol. 39, S637-S651 [4] Rodriguez S., Querol X., Alastuey A., Viana M.M., Alarco`n M., Mantilla E., Ruiz C.R., Comparative PM10-PM2.5 source contribution study at rural, urban and industrial sites during PM episodes in Eastern Spain. Science of the Total Environment, 2004, Vol. 328, pp: 95-113 [5] Pastuszka J.S., Wawroś A., Talik E., Paw, K.T., Optical and chemical characteristics of the atmospheric aerosol in four towns in southern Poland. Science of the Total Environment, 2003, Vol. 309, pp: 237-251 [6] Lenschow P., Abraham H. J., Kutzner K., Lutz M., Preu J. D., Reichenbacher W., Some ideas about the sources of PM10, Atmospheric Environment, 2006, vol. 35, No. 1, S23-S33; [7] Cheng Y., Lee S.C., Ho K.F., Chow J.C., Watson J.G., Louie P.K.K., Cao J.J., Hai X., Chemically-speciated on-road PM 2.5 motor vehicle emission factors in Hong Kong, Science of the Total Environment, March 2010, Vol. 408, issue 7, pp: 1621-1627 [8] Oliveira C., Pio C., Caseiro A., Santos P., Nunes T., Mao H., Luahana L., Sokhi R., Road traffic impact on urban atmospheric aerosol loading at Oporto, Portugal, Atmospheric Environment, 2010, Vol. 44, pp: 3147-3158 [9] Viana M., Querol X., Alastuey A., Chemical characterisation of PM episodes in NE Spain, Chemosphere, 2006, Vol. 62, pp: 947-956 [10] Quarol X., Alastuey A., Viana M. M., Rodriguez S., Artinano B, Salvador P., Garcia do Santos S., Fernandez Patier R., Ruiz J. I., de la Rosa J., Sanchez de la Campa A., Menendez M., Gil J. I., Specification and origin of PM10 and PM2.5 in Spain. Aerosol Science, 2004, Vol. 35, pp: 1151-1172 [11] Kozielska B., Rogula- Kozłowska W., Pastuszka J. S., Wpływ ruchu drogowego na stężenia PM2.5, Pm10 i WWA w warunkach wysokiej i niskiej emisji komunalnej. Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej. T. 1.. Pod red.: J. Ozonka, M. Pawłowskiej. Lublin : Polska Akademia Nauk. Komitet Inżynierii Środowiska, 2009, s. 129-137, bibliogr. (Monografie. Polska Akademia Nauk. Komitet Inżynierii Środowiska nr 58

[12] Badyda A., Majewski G.: Analiza stężeń zanieczyszczeń komunikacyjnych na tle natężenia ruchu pojazdów i podstawowych elementów meteorologicznych. W: Ochrona powietrza w teorii i praktyce, Tom 2 (red. J. Konieczyński), Wyd. IPIŚ PAN w Zabrzu, Zabrze 2006 [13] Pastuszka J.S., Rogula W., Talik E., Badania składu chemicznego powierzchniowej warstwy aerozolu atmosferycznego w Zabrzu. W: Ochrona powietrza w teorii i w praktyce, Tom 2 (red. J. Konieczyński). Wyd. IPIŚ PAN w Zabrzu, Zabrze 2006 [14] Kozielska B., Rogula-Kozłowska W., Pastuszka J.S.: Wpływ ruchu drogowego na stężenia PM 2,5, PM10 i WWA w warunkach wysokiej i niskiej emisji komunalnej. W: Polska Inżynieria Środowiska pięć lat po wstąpieniu do Unii Europejskiej (red. J. Ozonka, M. Pawłowska). Monografie Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, Vol. 58, Tom 1, Lublin 2009 [15] Lenschow P., Abraham H.J., Kutzner K., Lutz M., Preu J.D., Reichenbacher W.: Some ideas about the sources of PM10. Atmospheric Environment, 2001, Vol. 35, S23-S33 [16] Atmoservice, Instrukcja obsługi pobornika PNS3D15/LVS3D, Poznań, czerwiec 2007 [17] Operation Manual CS-500 by Eltra GmbH, 2004 Manuskrypt autorski publikacji w: Ochrona powietrza w teorii i praktyce. Tom 1 (red. J. Konieczyński), str. 29-41. Wyd. IPIŚ PAN w Zabrzu, Zabrze 2012.