Medycyna Pracy 2012;63(6):659–666 © Instytut Medycyny Pracy im. prof. J. Nofera w Łodzi http://medpr.imp.lodz.pl PRACA ORYGINALNA Małgorzata Szewczyńska Małgorzata Pośniak WIELOPIERŚCIENIOWE WĘGLOWODORY AROMATYCZNE I SUCHA ORGANICZNA POZOSTAŁOŚĆ CZĄSTEK DROBNYCH EMITOWANYCH ZE SPALIN BIODIESLA POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS AND SOLUBLE ORGANIC FRACTION IN FINE PARTICLES FROM SOLID FRACTION OF BIODIESEL EXHAUST FUMES Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy / Central Institute for Labour Protection – National Research Institute, Warszawa, Poland Zakład Zagrożeń Chemicznych, Pyłowych i Biologicznych / Department of Chemical Aerosol and Biological Hazards Streszczenie Wstęp: W artykule przedstawiono wyniki badania rozkładu frakcji cząstek drobnych spalin biodiesla (bio-DEP) oraz zawartości wie- lopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) i rozpuszczalnej frakcji organicznej (soluble organic fraction – SOF) w ba- danych frakcjach. Materiały i metody: Próbki spalin biodiesla B20 i B40 wytwarzano na modelowym stanowisku, które składało się z silnika wysokoprężnego diesla TDI frmy Volkswagen z 2007 r. Próbki cząstek drobnych spalin pobierano, stosując próbniki typu SPCI (sioutas personal cascade impactor – impaktor kaskadowy) z fltrami tefonowymi oraz niskociśnieniowy impaktor ELPI (electrical low pressure impactor – elektryczny impaktor niskociśnieniowy). Analizę WWA osadzonych na cząstkach stałych spalin prowadzono metodą wysokosprawnej chromatografi cieczowej z detekcją fuorescencyjną (high-performance liquid chromatography/fuorescence detection – HPLC/FL). Do oznaczania SOF cząstek stałych spalin biodiesla zastosowano metodę wagową. Wyniki: W spalinach pali- wa 100% ON występowały głównie: nafalen, acenafalen, fuoren, fenantren, fuoranten, piren, benzo(a)antracen i chryzen, natomiast w spalinach B40 pojedyncze węglowodory o liczbie pierścieni 4 i 5, takie jak chryzen, benzo(k)fuoranten, dibenzo(ah)antracen i benzo- (ghi)perylen. Sumaryczna zawartość WWA wynosiła średnio: w spalinach 100% ON – 910 ng/m 3 , a w paliwie B40 – 340 ng/m 3 . Zawar- tość benzo(a)antarcenu była na poziomie 310 ng/m 3 dla 100% ON i 90 ng/m 3 dla B40. Największą zawartość SOF dla badanych paliw oznaczono we frakcjach poniżej 0,1 µm. Wynosiła ona średnio 2,814 mg/m 3 dla 100% ON, 0,971 mg/m 3 dla B20 i 0,708 dla B40 mg/m 3 . Wnioski: Z prowadzonych pomiarów wynika, że główną zawartość w spalinach z silnika diesla, niezależnie od stosowanego pa- liwa, stanowi frakcja poniżej 0,25 µm. Zastosowanie dodatku bioestru B100 do powszechnie stosowanego oleju napędowego (ON) powoduje zmniejszenie całkowitej emisji cząstek i zmniejszenie ilości substancji toksycznych zaadsorbowanych na ich powierzchni. Med. Pr. 2012;63(6):659–666 Słowa kluczowe: wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, sucha organiczna pozostałość, cząstki drobne, emisja ze spalin biodesla Abstract Background: Tis paper presents the results of investigations into the distribution of fne particles in the biodiesel exhaust fumes (bio-DEP), as well as into the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and soluble organic fraction (SOF) in the study fractions. Material and Methods: Samples of biodiesel B20 and B40 exhaust combustion fumes were generated at the model station composed of a diesel engine from Diesel TDI 2007 Volkswagen. Sioutas Personal Cascade Impactor (SPCI) with Tefon flters and low- pressure impactor ELPI (Dekati Low Pressure Impactor) were used for sampling diesel exhaust fne particles. Te analysis of PAHs ad- sorbed on particulate fractions was performed by high performance liquid chromatography with fuorescence detection (HPLC/FL). For the determination of dry residue soluble organic fraction of biodiesel exhaust particles the gravimetric method was used. Results: Te combustion exhaust fumes of 100% ON contained mainly naphthalene, acenaphthalene, fuorene, phenanthrene, fuoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene and chrysene, whilst the exhaust of B40 – single PAHs of 4 and 5 rings, such as chrysene, benzo(k)fuoranthene, dibenzo (ah)anthracene and benzo(ghi)perylene. Te total content of PAHs in diesel exhaust particles averaged 910 ng/m 3 for 100% ON and 340 ng/m 3 for B40. Te concentrations of benzo(a)antarcene were at the levels of 310 ng/m 3 (100% ON) and 90 ng/m 3 (B40). Conclusions: Te investigations indicated that a fraction < 025 µm represents the main component of diesel exhaust particles, regard- less of the used fuel. Bioester B100 commonly added to diesel fuel (ON) causes a reduction of the total particulates emission and thus reduces the amount of toxic substances adsorbed on their surface. Med Pr 2012;63(6):659–666 Key words: polycyclic aromatic hydrocarbons, soluble organic fraction, fne particles, biodiesel exhaust fumes Adres autorek: Zakład Zagrożeń Chemicznych, Pyłowych i Biologicznych, Centralny Instytut Ochrony Pracy – PIB, ul. Czerniakowska 16, 00-701 Warszawa, e-mail: mapol@ciop.pl, mapos@ciop.pl Nadesłano: 31 października 2012, zatwierdzono: 19 listopada 2012 Publikacja przygotowana na podstawie wyników uzyskanych w ramach II etapu programu wieloletniego pn. „Poprawa bezpieczeństwa i warun- ków pracy” dofnansowanego w latach 2011–2013 w zakresie badań naukowych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Koordynator programu: Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy. Kierownik projektu: dr Małgorzata Szewczyńska.