PASIVNÍ VZORKOVÁNÍ VOLNÉHO OVZDUŠÍ ŠÍ Daniela Baráková, Roman Prokeš
Proč pasivní vzorkování?
Proč pasivní vzorkování? AKTIVNÍ VZORKOVÁNÍ: VÝHODY:
NEVÝHODY:
• stanovení p přesného objemu vzdušné masy za určitý časový interval • oddělení plynné a prachové frakce • zavedená d á metoda t d – US EPA, vyhlášky, nařízení, zákony
• • • • • •
finanční náročnost školená obsluha kalibrace nutnost elektřiny nutnost ostrahyy logistické problémy
Pasivní vzorkování - princip • bez použití čerpadla - vzorkované ovzduší samovolně proudí dí kolem k l pasivně i ě vystaveného t éh filtru, filt membrány bá či jiného média (sorbentu), v němž se sledovaný polutant zachycuje • separační mechanismus je založen na rozdílu mezi koncentracemi škodlivin v prostředí a v sorpčním médiu • délka vzorkování se řídí podle doby, která je nutná pro ustavení rovnovážného stavu ((nasycení y sorpční p kapacity) • vzorkovače jsou málo citlivé na náhodné extrémní změny v aktuální koncentraci polutantů – poskytují informace o dlouhodobé úrovni kontaminace
Pasivní vzorkování - princip VÝHODY: • nízká cena zařízení a nízké provozní náklady • jednoduché, nemechanické a nevelké zařízení • malé nároky na instalaci, technickou údržbu a obsluhu • bez nutnosti připojení ke zdroji elektrické energie • poskytují informaci o dlouhodobé úrovni kontaminace
NEVÝHODY: • nižší citlivost a vyšší detekční limit • možné interference s jinými polutanty p y • nemožnost exaktního stanovení prošlého objemu vzduchu d h ((používají ží jí se přepočty závislé na délce expozice, p , rychlosti y sorpce p a dalších parametrech či empiricky získané koeficienty)
Pasivní vzorkování – sorbenty (dle původu) BIOTICKÉ
ABIOTICKÉ
jehličí, lišejníky
PUF, XAD, SPMDs, radiello
Pasivní vzorkování pomocí PUF
Pasivní vzorkování pomocí PUF polyuretanová l t á pěna ě nebarvená bez přídavku vápence hustota 0,030 g cm-3 průměr 150 mm tloušťka 15 mm odpor proti stlačení 4 kPa max. trvalá deformace 7 % min. min odrazová pružnost 35 %
Pasivní vzorkování pomocí PUF Postup při pasivním vzorkování volného ovzduší pomocí PUF:
Pasivní vzorkování pomocí PUF Doba vzorkování: • 28 dní
• 84 dní
PAHs, PCBs, OCPs
PCDD/Fs, PCB, PBDE, PFOS
0 00 0.00
HV
1 200
1 000
PCB 28
3.0
2.5
1.0
0.5
0.0 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86
0.04
6
1000 5
800 4
600 3
400 2
200 1
0 0
HV y ear median
FLN PAS
4.0
2.0
1.5
0.009
1.5
1.0 0.006
0.5
0.0 0.003
PCB 28 year median PCB 28 PAS
0.000
2009 Oct-2
Apr-2009
2008 Nov-2
May-2008
2007 Nov-2
Jun-2007
2006 Dec-2
Jul-2006
Jan-2006
Aug--2005
Feb-2005
Sep--2004
Mar-2004
PU UF + quartz ng m-3
1200
Oct-2 2003
7
-3
Fluora nthe ne
1400
PUF + q quartz ng m
PCB 28
Nov-2009
5
May-2009
10
Dec-2008
85
Jun-2008
79
Jan-2008
73
Jul-2007
67
Jan-2007
61
Aug-2006
0
Feb-2006
600
Sep-2005
800
Mar-2005
1 400
Sep-2004
25
Mar-2004
200
PAS ng / filter
400
PAS ng / filter
55
2009 9
49
2008 8
43
2009
0.16 37
2008
31
2007 7
25
2006 6
Fluoranthe ne
Oct-2003
HV y ear median
2005 5
19
2007
1
13
2006
0.08 7
2005
1
2004 4
2003 3
15
2004
0.12 2002 2
2001
2000 0
1999 9
1998 8
-3
ng m 20
2003
HV
2002
2001
2000
1999
1998
1997 7
1996 6
0
1997
1996
-3
ng m
Srovnání aktivního a pasivního vzorkování FLN
FLN month median
2.5 PCB 28
3.5
0.012
2.0
Jehlice jako bioakumulátor • Levná a dostupná metoda vzorkování ovzduší Levná a dostupná metoda vzorkování ovzduší • Povrch jehlic je krytý voskovou vrstvou tvořenou z kutinu (polyester di‐ (p y a trihydroxy y y mastných ý kyselin) y ) a kutikulárního vosku (lipidy, volné mastné kyseliny)
• Má schopnost vázat organické látky přítomné ve vzduchu po dobu několika let • Volatilní látky prostupují průduchy do vnitřních struktur j hli kd jehlice, kde se váží (pryskyřičné kanály) áží ( k řič é k ál ) • Částice vázané na prachové částice se zachytávají v epikutikulárním vosku, kde se akumulují vosku kde se akumulují
Jehlice jako bioakumulátor Picea pungens
Pinus canariensis
Zdroj: Coward et al., al 2007
Zdroj: Stabentheiner et al., 2007
Zdroj: http://www http://www.shef.ac.uk shef ac uk
Zdroj: botany.upol.cz
Jehlice jako bioakumulátor • Stejně jako u ostatních pasivních vzorkovačů je u nich obtížná interpretace • Variabilní biologický materiál ovlivněný řadou faktorů: ‐ druh a s tím související přítomnost pryskyřičných kanálků d h tí i jí í řít t k řič ý h k álků
Mezidruhové rozdíly Picea abies
Pinus nigra
Di Guardo et al., 2003
Vnitrodruhové rozdíly Pinus sylvestris
Pi Pinus nigra i
zdroj: www.sci.muni.cz
zdroj: botany botany.upol.cz upol cz
Jehlice jako bioakumulátor
2.0 1.8 1.6 1.4
HCB
1.2
DDTs
1.0 0.8
PCBs
0.6 0.4 0.2 0.0
0.5 year 1.5 years 2.5 years 3.5 years
needle concentration (ng g g-1)
needle concentration (ng g g-1)
• Stejně jako u ostatních pasivních vzorkovačů je u nich obtížná interpretace • Variabilní biologický materiál ovlivněný řadou faktorů ‐ druh a s tím související přítomnost pryskyřičných kanálků dr h a s tím so isející přítomnost pr sk řičných kanálků ‐ stáří jehlic ‐ životnost jehlic se pohybuje od 2‐7 let a je závislá na druhu jehličnanu na druhu jehličnanu 80 70 60 50
PAHs
40 30 20 10 0
0.5 year 1.5 years 2.5 years 3.5 years
Jehlice jako bioakumulátor • Stejně jako u ostatních pasivních vzorkovačů je u nich obtížná interpretace • Variabilní biologický materiál ovlivněný řadou faktorů ‐ druh a s tím související přítomnost pryskyřičných kanálků dr h a s tím so isející přítomnost pr sk řičných kanálků ‐ stáří jehlic množství epikutikulárního vosku, množství vosků a terpenů vosku, množství vosků a terpenů ‐ množství epikutikulárního ve vnitřních vrstvách
Vývoj voskové vrstvy
Zdroj: www.uky.edu/~dhild/biochem/19/lect19.html
Jehlice jako bioakumulátor • Stejně jako u ostatních pasivních vzorkovačů je u nich obtížná interpretace • Variabilní biologický materiál ovlivněný řadou faktorů ‐ druh a s tím související přítomnost pryskyřičných kanálků dr h a s tím so isející přítomnost pr sk řičných kanálků ‐ stáří jehlic množství epikutikulárního vosku, množství vosků a terpenů vosku, množství vosků a terpenů ‐ množství epikutikulárního ve vnitřních vrstvách ‐ vnější faktory (biotické i abiotické) ‐ většina faktorů životnost snižuje (prašnost, patogeny)
Děkuji za pozornost
Tento projekt byl podpořen z prostředků Evropského fondu pro regionální rozvoj, rozvoj jmenovitě programu Evropské územní spolupráce Rakousko-Česká republika 2007-2013 The sampling support by Amt der Niederösterreichischen Landesregierung und Amt der Oberösterreichischen Landesregierung.
