Characterization of non-refractory (NR) PM1 and source apportionment of organic aerosol in Krakow, Poland

Kraków is routinely affected by very high air pollution levels, especially during the winter months. Although a lot of effort has been made to characterize ambient aerosol, there is a lack of online and long-term measurements of non-refractory aerosol. Our measurements at the AGH University of Science and Technology provide the online long-term chemical composition of ambient submicron particulate matter (PM1) between January 2018 and April 2019. Here we report the chemical characterization of non-refractory submicron aerosol and source apportionment of the organic fraction by positive matrix factorization (PMF). In contrast to other long-term source apportionment studies, we let a small PMF window roll over the dataset instead of performing PMF over the full dataset or on separate seasons. In this way, the seasonal variation in the source profiles can be captured. The uncertainties in the PMF solutions are addressed by the bootstrap resampling strategy and the random a-value approach for constrained factors. We observe clear seasonal patterns in the concentration and composition of PM1, with high concentrations during the winter months and lower concentrations during the summer months. Organics are the dominant species throughout the campaign. Five organic aerosol (OA) factors are resolved, of which three are of a primary nature (hydrocarbon-like OA (HOA), biomass burning OA (BBOA) and coal combustion OA (CCOA)) and two are of a secondary nature (more oxidized oxygenated OA (MO-OOA) and less oxidized oxygenated OA (LO-OOA)). While HOA contributes on average 8.6 % ± 2.3 % throughout the campaign, the solid-fuel-combustion-related BBOA and CCOA show a clear seasonal trend with average contributions of 10.4 % ± 2.7 % and 14.1 %, ±2.1 %, respectively. Not only BBOA but also CCOA is associated with residential heating because of the pronounced yearly cycle where the highest contributions are observed during wintertime. Throughout the campaign, the OOA can be separated into MO-OOA and LO-OOA with average contributions of 38.4 % ± 8.4 % and 28.5 % ± 11.2 %, respectively

Research on the rate of biocides leaching from porous building materials

Praca dotyczy procesu ługowania biocydów zawartych w tynkach przez wodę zwilżającą ich zewnętrzną powierzchnię. Model matematyczny uwalniania do środowiska biocydów zawartych w materiałach budowlanych pozwala na oszacowanie wielkości strumieni szkodliwych substancji. Określono współczynniki dyfuzji dla trzech typów biocydów w tynkach akrylowym oraz silikonowym.The paper deals with leaching process of biocides added to façade materials by water wetting the external surface of these materials. A mathematical model dealing with the release of biocides contained in building materials into the environment allows one to estimate released streams of harmful substances. The solid diffusion coefficients for three biocides types in acrylate and silicone resin-based renders were determined

Preliminary studies of determination of selected pharmaceuticals in sewage effluent from Kraków Plaszow treatment plant

Badania farmaceutyków w środowisku wodnym jako „nowo pojawiających" się zanieczyszczeń zyskują coraz większe zainteresowanie specjalistów ze względu na aktywność biologiczną tych związków i ich ekotoksyczność. Niniejsza praca dotyczy problemu obecności leków w środowisku wodnym i ich oznaczania w oczyszczonych ściekach komunalnych, które to z kolei stanowią główne źródło leków w środowisku wodnym. Do wstępnych badań wybrano popularne niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ): ibuprofen, diklofenak, kwas acetylosalicylowy, kwas salicylowy oraz związek endokrynny bisfenol A. Przedstawiono procedurę zatężania i izolacji analitów metodą ekstrakcji do fazy stałej (SPE) ze ścieków pobranych z krakowskiej oczyszczalni Płaszów po pełnym cyklu oczyszczania. Oznaczenie wykonano w technice chromatografii gazowej z detektorem mas (GC/MS) z uprzednią derywatyzacją próbki za pomocą związku sililowego W-metylo-W-trimetylsililo-trifluoroacetamidem (MSTFA). Współczynnik zmienności określający precyzję metody analitycznej nie przekraczał 13,4% (n = 5). Odzyski analitów wyniosły od 32% dla kwasu acetylosalicylowego do 97% dla ibuprofenu, natomiast oszacowana granica wykrywalności metody analitycznej dla badanych farmaceutyków mieściła się w zakresie 7-111 ng dm-3. Wyniki badań wskazały na obecność w ściekach oczyszczonych diklofenaku. kwasu salicylowego i bisfenolu A w stężeniu odpowiednio 529, 236 i 186 ng dm-3.Pharmaceuticals, as so called "emerging contaminants", more and more often constitute the subject of environmental studies, because of their biological activity and possibility of causing the ecotoxic effects. The problem of the occurrence of pharmaceuticals in aquatic environment is briefly discussed. The authors describe analytical procedure of their determination in sewage effluent, as the main site of pharmaceuticals presence in aquatic environment. For preliminary studies the most popular drugs have been chosen: nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) as ibuprofen, diclofenac, acetylsalicylic acid, salicylic acid and endocrine disruptor bisphenol A. Isolation and concentration of pharmaceuticals from treated wastewater was carried out by solid phase extraction (SPE). The sample of eluate was derivatized by N-Methyl-N-(trimethylsilyl)trifluoroacetamide (MSTFA) and then analysed by gas chromatography with mass spectrometry (GC/MS). Yariation coefficient of measurements (n = 5) did not exceed 13.4%. Recoveries of analytes were within the range of 32% for acetylsalicylic acid and 97% for ibuprofen and detection limits were between 7-M11 ng dm -3. Concentrations of those pharmaceuticals in the effluents of Kraków Plaszow Sewage Treatment Plants have been determined to be 529, 236 and 186 ng dm-3 for diclofenac, salicylic acid and bisphenol A respectiyely

Adsorption potential of fly ash for xenobiotics removal from water solutions

Obecność różnych ksenobiotyków, takich jak pozostałości leków, w wodach powierzchniowych stwarza nowe problemy technologiczne. Procesy oczyszczania ścieków nie zapewniają skutecznego usuwania tego typu związków oraz ich metabolitów, dlatego poszukuje się alternatywnych metod ich eliminacji z roztworów wodnych. Popioły lotne stanowią odpad poprodukcyjny, który stwarza wiele problemów. Głównymi kierunkami zagospodarowania popiołów jest ich wykorzystanie w przemyśle materiałów budowlanych, drogownictwie, górnictwie, rekultywacji wyrobisk i składowisk odpadów. W pracy oceniono możliwość wykorzystania popiołów lotnych do usuwania wybranych ksenobiotyków z roztworów wodnych. Do tego celu zastosowano popioły pochodzące ze spalania węgla kamiennego o różnej zawartości niespalonego węgla (0,5%, 4,9% i 6,4%). Wysokie wartości współczynnika podziału (KF) otrzymane podczas adsorpcji poszczególnych ksenobiotyków na popiele lotnym potwierdziły przydatność tego typu adsorbentów do usuwania zanieczyszczeń organicznych z roztworów wodnych, przy czym adsorpcja badanych związków w głównej mierze zależała od obecności niespalonego węgla w popiele. Największe wartości stałych w równaniu Frendlicha opisującym adsorpcję wszystkich badanych ksenobiotyków otrzymano w przypadku popiołu o największej zawartości niespalonego węgla.Xenobiotics, e.g. drug metabolites, present in surface waters are posing new technological problems. Wastewater treatment processes do not effectively remove compounds of this type and their metabolites, therefore alternative methods of their elimination from water solution are sought. Fly ash is produced as an industrial by-product causing severe environmental problems. The main way of fly ash utilization is in the building industry, civil engineering, mining, post-excavation and landfill restoration. The potential use of fly ashes for selected xenobiotics removal from water solutions was evaluated. For this purpose, the fly ashes from combustion of coal with varying unburnt carbon content (0.5%, 4.9% and 6.4%) were examined. High Freundlich adsorption constant (KF), determined from adsorption experiments for individual xenobiotics on fly ash, confirmed utilization potential of such adsorbents for organic contaminant removal from water solutions. Adsorption of the compounds tested depended on the unburnt carbon content in the ash. The highest values of Freundlich constants were obtained for fly ash with the highest content of the unburnt carbon

Oznaczanie kwasowych leków w ściekach komunalnych metodą chromatografii gazowej ze spektrometrem mas z wykorzystaniem ekstrakcji do fazy stałej

Obecność farmaceutyków i ich metabolitów w środowisku wodnym stanowi stosunkowo nowy problem w dziedzinie chemii analitycznej i środowiskowej, ale skupiający coraz większe grono zainteresowanych ze względu na bioaktywny charakter tych zanieczyszczeń. W artykule przedstawiono procedurę oznaczania wybranych substancji leczniczych z grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych, takich jak ketoprofen, naproksen i diklofenak oraz innych nowo pojawiających się zanieczyszczeń - triclosanu i bisfenolu A w oczyszczonych i surowych ściekach komunalnych. Próbki ścieków zatężono i oczyszczono metodą ekstrakcji do fazy stałej (SPE). Składniki ekstraktu przeprowadzono w pochodne lotne w reakcji silylacji z N-metylo-N-trimetylsililo trifluoroacetamidem (MSTFA), a analizę próbek ścieków wykonano w technice chromatografii gazowej ze spektrometrem mas. Wszystkie z badanych farmaceutyków zostały oznaczone zarówno w ściekach oczyszczonych, jak i surowych w stężeniach rzędu od ppt to ppb.The appearance of pharmaceutical compounds and the need of their determination in an aquatic environment has become a subject of growing concern over recent years. This paper describes an application of a quantitative analytical method for the determination of selected nonsteroidal anti-inflammatory drugs: ketoprofen, naproxen, diclofenac and other newly emerging contaminants - triclosan and bisphenol A in influent and effluent from a wastewater treatment plant located in Kraków (Poland). Samples were isolated and preconcentrated by using the solid - phase extraction (SPE) technique, then eluat was derivatized with N-methy-N-(trimethylsilyl)-trifluoroacetamide (MSTFA) and analyzed by gas chromatography coupled with mass spectrometry. All of tested pharmaceuticals were present in the wastewater treatment plant effluent and influent at concentration ppt to ppb

Short review on atmospheric aerosols source apportionment methods

Appropriate understanding of particulate matter emission sources is required to properly establish the policies aiming at the aerosols emitters’ elimi nation. The article provides a short review on atmospheric aerosols source apportionment methods using three computing models

Analiza zawartości niespalonego węgla w popiołach z palenisk fluidalnych

The application of "gradual roasting" test for the measurements of unburned carbon content in fluidized bed combustion (FBC) fly ashes was described. In "gradual roasting" method sample is heating in muffle furnace in three stages. Unburned carbon content in fly ash was determined by using thermogravimetry analysis (TGA-DTA). Thermogravimetric method was applied to assess of "gradual roasting" test. The error S% due to the presence of interferences in matrix of fly ashes from fluidized bed combustion was determined. Correlation between "gradual roasting" test and thermogravimetry analysis of the unburned carbon content of FBC fly ash was discussed.Celem artykułu była ocena możliwości zastosowania metody stopniowanego prażenia do oznaczania zawartości niespalonego węgla w popiołach fluidalnych. Opracowana metoda polega na prażeniu próbki popiołu w piecu laboratoryjnym w trzech etapach. Metodę termograwimetryczną i różnicową analizę termiczną zastosowano dla oceny wyników otrzymanych metodą stopniowanego prażenia. Metoda krzywych DTA-TG dostarcza informacji dotyczących przemian związanych ze zmianą masy badanej substancji (ubytek lub przyrost) oraz w jakich zakresach temperatur mają miejsce te zmiany. Dlatego metoda ta posłużyła do wyznaczenia charakterystycznych temperatur utleniania węgla i rozkładu węglanów, a także temperatury odparowania całkowitego wody z próbki popiołu. Obecność w matrycy popiołu z palenisk fluidalnych interferentów powoduje, że wyniki otrzymane przy zastosowaniu standardowej metody oznaczania części palnych są zawyżone i obciążone systematycznym błędem S%