Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne w cząstkach drobnych emitowanych ze spalin diesla – zastosowanie ultraszybkiej chromatografii cieczowej

Wstęp: W artykule przedstawiono wyniki oznaczania zawartości wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) we frakcji cząstek drobnych emitowanych z 3 rodzajów paliw diesla z zastosowaniem ultraszybkiej chromatografii cieczowej. Materiał i metody: Próbki spalin diesla Eco, Verwa i Bio wytwarzano na modelowym stanowisku, które składało się z silnika wysokoprężnego – Diesel 2.0 TDI z 2007 r. Próbki cząstek drobnych spalin pobierano, stosując próbniki Personal Cascade Sioutas Impactor (PCSI, Indywidualny Impaktor Kaskadowy) z filtrami teflonowymi. Analizę WWA osadzonych na cząstkach stałych spalin prowadzono metodą ultraszybkiej chromatografii cieczowej z detekcją fluorescencyjną (ultra-high pressure liquid chromatography with fluorescence detection – UHPLC/FL). Wyniki: Fenantren, fluoranten, piren i chryzen niezależnie od zastosowanego paliwa obecne były w największych stężeniach w przeliczeniu na masę cząstek stałych emitowanych z silnika. Ich sumaryczna zawartość w cząstkach drobnych zbieranych podczas pracy silnika na paliwie Eco, Verwa i Bio wynosiła odpowiednio 134,2 μg/g, 183,8 μg/g i 153,4 μg/g, co stanowi 75%, 90% i 83% całkowitej zawartości WWA. Największą zawartość benzo(a)pirenu oznaczono w cząstkach emitowanych podczas spalania paliwa Eco i Bio, odpowiednio: 1,5 μg/g i 1 μg/g. Wnioski: Wyniki badań zawartości WWA w cząstkach drobnych frakcji poniżej 0,25 μm emitowanych z różnych paliw przeznaczonych dla silników Diesla wskazują, że mimo wymagań Normy Euro 5 zmniejszenia całkowitej emisji cząstek w spalinach zawartość substancji rakotwórczych, w tym WWA osadzonych na cząstkach stałych, wciąż jest znacząca, niezależnie od paliwa. Zastosowanie UHPLC/FL do analizy WWA w cząstkach frakcji drobnej emitowanej w spalinach diesla pozwoliło skrócić czas analizy z 35 min do 8 min. Med. Pr. 2014;65(5):601–608

Background: The article presents the results of the determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the fine particles fraction emitted from 3 types of diesel fuels using ultra-high pressure liquid chromatography. Material and Methods: Samples of diesel Eco, Verwa and Bio exhaust combustion fumes were generated at the model station which consisted of a diesel engine from the 2007 Diesel TDI 2.0. Personal Cascade Sioutas Impactor (PCSI) with Teflon filters was used to collect samples of exhaust fume ultrafine particles. PAHs adsorbed on particulate fractions were analyzed by ultra-high pressure liquid chromatography with fluorescence detection (UHPLC/FL). Results: Phenanthrene, fluoranthene, pyrene and chrysene present the highest concentration in the particulate matter emitted by an engine. The total contents of fine particles collected during engine operation on fuels Eco, Verwa and Bio were 134.2 μg/g, 183.8 μg/g and 153.4 μg/g, respectively, which makes 75%, 90% and 83% of the total PAHs, respectively. The highest content of benzo(a)pyrene determined in particles emitted during the combustion of fuels Eco and Bio was 1.5 μg/g and 1 μg/g, respectively. Conclusions: The study of the PAH concentration in the particles of fine fraction below 0.25 μm emitted from different fuels designed for diesel engines indicate that the exhaust gas content of carcinogens, including PAHs deposited on particulates, is still significant, regardless of the fuel. Application of ultrahigh pressure liquid chromatography with fluorescence detection for the analysis of PAHs in the particles emitted in the fine fraction of diesel exhaust allowed to shorten the analysis time from 35 min to 8 min. Med Pr 2014;65(5):601–608