29
HEMIJSKI FAKULTET HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA 1 Ivan Gržetić – beleške za predavanja SUSPENDOVANE I RESPIRABILNE ČESTICE U URBANIM SREDINAMA

SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

1

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

SUSPENDOVANE I RESPIRABILNE ČESTICE U

URBANIM SREDINAMA

Page 2: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

2

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

SADRŽAJ

1. UVOD ..................................................................................................................................................... 3

2. KARAKTERISTIKE RESPIRABILNIH ČESTICA ............................................................................................. 4

3. RASPODELA VELIČINA ČESTICA .............................................................................................................. 7

4. O ČESTICAMA KOJE SU OPASNE ZA ČOVEKA ......................................................................................... 8

5. ZDRAVSTVENI EFEKTI RESPIRABILNIH ČESTICA ................................................................................... 11

6. GRANIČNE VREDNOSTI ZA RESPIRABILNE ČESTICE U AMBIJENTNOM VAZDUHU .............................. 13

7. BROJ ČESTICA U VAZDUHU U URBANIM I RURALNIM SREDINAMA .................................................... 16

8. MONITORING RESPIRABILNIH ČESTICA U SRBIJI ................................................................................. 21

9. REZULTATI WEBIOPATR PROJEKTA KAO POLAZNA OSNOVA ZA ISTAŽIVANJE UTICAJA RM10, PM2.5 i

PM1 U BEOGRADU ...................................................................................................................................... 21

10. REFERENCE ...................................................................................................................................... 23

Page 3: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

3

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

SUSPENDOVANE I RESPIRABILNE ČESTICE U URBANIM SREDINAMA

1. UVOD Zagađivači prisutni u ambijentnom vazduhu, pre svega respirabilne čestice (particulate mater – PM)

zbog svog negativnog dejstva na ljudsko zdravlje, skreću veliku pažnju stručnjaka, regulatornih tela i najšire

javnosti. Zakonska regualtiva Evropske Unije već dugi niz godina, a od 2010. godine i srpska regulativa

propisuju monitoring dve frakcije čestica prisutnih u vazduhu, manjih od 2.5 m takozvanih finih čestica i

manjih od 10 m aerodinamičkog prečnika, PM10, u čiji sastav ulaze pored finih čestica i grube čestice koje

su iz opsega od 2.5-10 m. Rezultati nedavno objavljene studije sprovedene u tri evropske zemlje gde živi

75 miliona stanovnika Austriji, Švajcarskoj i Nemačkoj, procenjuju da je izloženost respirabilnim česticama

odgovorna za oko 40.000 smrtnih slučajeva godišnje (Kuenzli i sar, 2000). Polovina broja ovih smrtnih

ishoda se pripisuje česticama iz saobraćaja, što je jednako broju ljudi koji godišnje nastarada u Evropskoj

Uniji u saobraćajnim udesima. Procenjeno je da je u EU tokom 2000. godine došlo do gubitaka 3.6 miliona

godina života usled aerozagađenja respirabilnim česticama (CEC,2005). Uvođenje graničnih vrednosti

koncentracija polutanata u ambijentnom vazduhu, pogotovu onih koji se odnose na respirabilne čestice,

dopinosi poboljšanju zdravlja populacije, što svakako ima i pozitivne ekonomske efekte.

Kod nas su se poslednjih godina sprovodile studije o uticaju aerozagađenja na zdravlje ljudi koje su

uglavnom vezane za pojedine gradove kao što je, na primer, Niš (Stanković i sar. 2007; Nikić i sar.2008;

2009), dok se studije vezane za zdravstvene efekte aerozagađenja na populacije u širim područjima i na

nacionalnom nivou nisu sprovodile.

Za uspešno upravljanje aerozagađenjem potrebna su znanja o ukupnom ciklusu vezanom za

respirabilne česticame, uključujući izvore emisije čestica, procese njihovog formiranja, njihov sastav,

rasprostiranje i sudbinu u atmosferi, kao i izloženost ljudi, što dalje ima uticaj na zdrvlje.

Glavni izvori respirabilnih čestica su dobro poznati. Pored prirodnih izvora, najznačajniji izvori

antropogenog porekla uključuju termoelektrane i saobraćaj. Fine čestice i gasovi iz termoelektrana i

saobraćaja, prekousori respirabilnih čestica, obično potiču od procesa sagorevanja.

Izvori koji doprinose primarnoj emisiji respirabilnih čestica i gasova prekusora se razlikuju po

oblastima i regionima. Uglavnom se ukazuje da su industrijski procesi najveći izvori zagađenja, a zatim su to

emisije iz instalacija za kolektivno i lokalno grejanje (individualna ložišta) i svi vidovi transporta koji

predstavljaju procese sagorevanja fosilnih goriva koji nisu u direktonoj vezi sa industrijom. U urbanim

sredinama, drumski saobraćaj je označen kao najveći izvor aerozagađenja. Prekogranični transport iz

susednih regiona i drugih država takođe značajno dorinosi nivou respirabilnih čestica u ambijentalnom

vazduhu.

Respirabilne čestice u atmosferi nisu ni u fizičkom ni u hemiskoj pogledu homogene. S toga je važno

znati kolika je njihova količina i koje su njihove fizičke osobine i hemijski sastav. Tako, na primer, da bi se

odredilo poreklo čestica potrebno je imati podatke o količini elementarnog i organskog ugljenika, oksida

silicijuma, aluminijuma i gvožđa, tragova metala, sulfata, nitrita i amonijaka, a posebno toksičnih materija

kao što je, na primer, olovo (koje koda nas potiče još uvek i iz „olovnog“ benzina mada je sa njegova

proizvodnja kod nas prekinuta avgusta 2010. godine) i druge kancerogene supstance.

Periodično, zahvaljujući novim naučnim saznanjima, redovno se predlažu savršeniji monitoring

programi. Njihovo sprovođenje predstvalja osnovu za unapređenje saznanja o česticama u vazduhu, a to

rezultuje redeferinisanjem regulative uključujući i granične vrednsti za respirabilne čestice u ambijentnom

Page 4: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

4

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

vazduhu. Ako se utvrdi da vrednosti aerozagađenja prekoračuju propisane, potrebne su hitne mere koje

obezbeđuju bolje planiranje procesa koji će dovesti do poboljšanja kvaliteta vazduha na lokalnom nivou.

2. KARAKTERISTIKE RESPIRABILNIH ČESTICA Respirabilne čestice karakterišu brojne osobine uključujući veličinu, gustinu, oblik i sastav. Opšte

posmatrano, uticaj na zdravlje ljudi, efekti na životnu okolinu i sudbina čestica zavise od njihove veličine.

Što su čestice manje mogu dopreti dalje od izvora emisije s jedne strane, a s druge strane takve čestice

imaju osobinu da dublje i efikasnije prodiru u pluća čoveka.

Sastav čestica je bitan jer od njega zavisi i veličina, gustina, isparljivost, reaktivnost i što je od posebne

važnosti toksičnost. Čestice prisutne u atmosferi su dimenzija od oko 0,002 do 100 mikrona (m). Ove

najveće se ne zadržavaju suspendovane u atmosferi dugo vremena, već se brzo talože – za svega 4 do 8 sati.

U opseg ukupnih suspendovanih čestica (total suspended particles – TSP) spadaju sve one koje su manje od

40 m (Canadian Chemical Proeducers’ Association, 2001). Čestice koje su najvažnije sa gledišta

atmosferske hemije, fizike i zdravstvenih efekata su čestice u opsegu 0,002 do 10 m i klasifikuju se kao:

PM10-2.5 - grube čestice = inhalabilne čestice, frakcije između 2.5 i 10 m

PM2.5-0.1 - fine čestice frakcije između 2.5 i 0.1 m

PM0.1 - ultafine čestice, sve čestice 0.1 m.

Šta su suspendovane čestice u vazduhu?

Zagađenje vazduha suspendovanim česticama (na engleskom jeziku particulate matter – PM) sastoji se

od veoma malih čestica (partikula) u tečnom ili čvrstom agregatnom stanju. Među njima su posebno

značajne one koje se mogu dospeti do najdubljih delova pluća. Ove čestice imaju prečnik manji od 10 μm

ili opisno rečeno, prečnik im je manji od 1/7 debljine ljudske dlake. Obično se ove čestice svrstavaju u tri

kategorije:

one manje od 10 μm i označavaju se kao PM10, a nazivaju se grube suspendovane čestice, i

one manje od 2,5 μm i označavaju se kao PM2,5, a nazivaju se kao fine suspendovane čestice, i

one manje od 0,1 μm i označavaju se kao PM0,1, a nazivaju se kao ultrafine suspendovane čestice.

Odnos prečnika (dijametra) ljudske dlake (60 μm) i:

grubih suspendovanih čestica (od 10 do 2,5 μm)

finih suspendovanih čestica (≤ 2,5 μm)

ultrafinih suspendovanih čestica (≤ 0,1 μm)

Page 5: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

5

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Respirabilne čestice mogu biti prirodnog i antropogenog porekla, njihov opseg veličina je realativno

širok i sastav veoma kompleksan. Pod prirodnim izvorima podrazumevaju se čestice nastale od zemlje,

prašine, vulkankih reakcija, vegetacije i razaranja stena, u priobalnom području čestice soli, kao i čestice

koje se formiraju hemijskim reakcijama raznih od emitovanih gasova (H2S, NH3, NOX i HC) pri čemu nastaje

čvrst proizvod ili se hemijski menja već postojeća čestica u vazduhu. Poreklom iz antropogenih izvora

čestice nastaju:

u procesu sagorevanja kao što su čađ od dizel goriva ili leteći pepeo iz termolelektrana

tokom fotohemijskih reakcija (kompleksne lančane reakcije gasovitih polutanata pod uticajem sunčeve svetlosti) kao što je gradski smog

od resuspendovane prašine

od izduvnih gasova motornih vozila, industrijskih objekata gde se odvijaju procesi na visokim temperaturama, termoelektrana na ugalj, livnica i čeličana, motora sa unutrašnjim sagorevanjem, spaljivanja smeća, itd...

Glavne komponenete od kojih se sastoje respirabilne čestice su:

neorganski joni (nitrati, sulfati, metali kao što su gvožđe, olovo, mangan, cink, vanadijum...)

organska jedinjenja (fenoli, organske kiseline i alkoholi)

elementarni ugljenik (elementar carbon - EC) koji se pre svega emituje prilikom procesa sagorevanja

organski ugljenik (organic carbon - OC) koji je i primarnog i sekundaarnog porekla, primarni organski ugljenik se emituje u obliku čestica, a sekundarni organski ugljenik se formira u atmosferi prilikom procesa konverzije isparljivih organskih jedinjenja u čestice.

Sekundarno formiranje čestica se odvija kroz:

hemijske reakcije u koje su uključeni H2O, O2, O3, OH, NO2, SO2, NOx

proces nukelacije organskih gasova na česticama, kondenzacije gasova sa niskom naponom pare na česticama

proces koagulacije.

Čestice različitih klasa imaju različito poreklo i osobine. Frakcija grubih čestica je prvenstveno

sastavljena od atmosferske prašine koja je suspendovana: usled mehaničkog krunjenja granularnog

materijala kao na primer asfaltiranih i neasfaltiranih puteva, poljoprivrednih aktivnosti, građevinskih radova

i prirodnih procesa. Industrijske operacije kao mlevenje, brušenje i druge aktivnosti takođe u izvesnoj meri

doprinose frakciji grubih čestica prisutnih u ambijentnom vazduhu.

Većina finih čestica je poreklom od procesa u vezi sa procesom sagorevanja. Fine čestice se kategorišu

kao primarne ili sekundrane. Primarne čestice su one koje se emituju u obliku u čvrste faze tokom

sagrevanja gasova na visokim temperaturama. Značajan deo ovih čestica je sastavljen od poluisparljivih

jedinjenja koji formiraju organske aerosole.

Sekundarne čestice se formiraju u atmosferi putem kompleksnih reakcija (sulfati, nitrati, amonijum,

orgamski ugljenik, elementarni ugljenik, teški metali i fina prašina).

Page 6: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

6

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Koje supstance čine suspendovane čestice u vazduhu?

U proseku na evropskom kontinentu glavni sastojci suspendovanih čestica su sulfatna jedinjenja i razne

organska jedinjenja. Ove komponente su prisuthe kao u PM10 kategoriji tako i u PM2,5 kategoriji. Uz

ove komponente prisutna je i prašina mineralnog porekla posebno u blizini puteva, međutim kada je

zagađenje od saobraćaja veliko i kada koncentracija suspendovanih čestica pređe vrednost od 50 µg/m3 i

nitratna jedinjenja postaju značajanu komponentu u suspendovanim česticama. Konačno, u

suspendovane čestice se ubraja u čađ koja često čini 5 do 10% od ukupnog sadržaja fino suspendovanih

čestica (PM2,5), mada koncentracija čađi pored puteva dostiže i 15 do 20% od ukupnog sadržaja fino

suspendovanih čestica.

PM10 kategorija obuhvata grube i fine suspendovane čestice, dok PM2,5 obuhvata fine i ultrafine

suspendovane čestice.

Usled vrlo složenog sastava i podele suspendovane čestice se nazivaju različitim imenima:

Suspendovane čestice

Ukupne suspendovane čestice/partikule

Crni dim

Lebdeće čestice itd. Posebna podela je u funkciji od prodiranja čestica u respirabilni sistem čoveka (vidi sliku koja sledi):

Inhalabilne (mogu se udahnuti ali ne idu dalje od nosne/usne duplje – pokupi ih pljuvačka)

Torakalne čestice (jer prodiru u toraks – deo tela u kome su smeštena pluća čoveka – idu do traheja)

Respirabilne čestice (dospevaju do alveola)

Page 7: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

7

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

3. RASPODELA VELIČINA ČESTICA Raspodela veličina čestica varira značajno sa fizičko hemijskim karakteritikama. Brojčana koncentracija

čestica, u normalnim uslovima ima pik oko 0.02 m dok masena koncentracija čestica ima bimodni pik oko

0.3 i 7 m, što reprezentuje akumulacioni i odnosno grubi mod. Akumulacioni mod je rezultat oba

fenomena i emisije finih čestica, koje su uglavnom od sagorevanja, i varirnja atmosferskih procesa, kao što

su nukleacija, koagulacija, kondenzacija, hemijske reakcije i isparavanja. Grubi mod se uglavnom sastoji od

suspendovane prašine, usled vetara ili resuspenzije usled saobraćaja ili u primorskim oblasti morska so, Na

slici 1 je prikazan tipičan relativni odnos masa za sve čestice prisutne u vazduhu urbane sredine kao i

karakterističan sastav u pojedinim opsezima.

Page 8: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

8

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Slika 1. Relativni odnos mase čestica u vazduhu urbane sredine i karakterističan sastav u pojedinim

opsezima (Watson, 2002)

4. O ČESTICAMA KOJE SU OPASNE ZA ČOVEKA 99% česitca suspendovanih u vazduhu koje se udahnu se eliminišu iz organizma momentalno

tokom izdaha jer se uglavnom zadrže u gornjim delovima respiratornog trakta. Preostalih 1% čestica se zadržava u organizamu, dolaze do dušnika i dalje sve do pluća. Česticama koje su opasne po disajne organe

čoveka smatrajau se one koje su manje od 10 m. Tako male čestice imaju tendenciju i da se u deponuju u alveolama. Koji deo udahnutih čestica će ostati u respiratornom traktu i dubina do koje će prodredi pre nego se deponuju zavisi od njihove veličina kao najznačajnijeg faktora koji određuje opasnost od udisanja čestica, što je prikazano na Slici 2. Ukoliko dospeju do pluća čestice usporavaju razmenu kiseonika i ugljen dioksida, skraćujući dah. To dovodi do većeg naprezanja srca, koje u uslovima povećanog napora kako bi kompezovao smanjeni unos kiseonika. Obično, ljudi koji su najosetljiviji na ovakve otežane uslova oboljevaju od respiratornih bolesti kao što su enfizem, bronhitis, astma i srčani problemi. Čestice kao i materije u vidu tečnosti i gasova koje se unose zajedno sa česticama na kojima se adsorbuju, ako se udahnu, a otrovne su, mogu doprineti i oštećenju organa kao, na primer, bubrega i jetre.

0

2

4

6

8

10

0.001 0.01 0.1 1 10 100

Particle Aerodynamic Diameter (µm)

Rela

tiv

e M

as

s C

on

ce

ntr

ati

on

Accumulation Coarse

PM 10

PM 2.5

Geological

Material, Pollen,

Sea Salt

Sulfate, Nitrate,

Ammonium,

Organic Carbon,

Elemental Carbon,

Heavy Metals, Fine

Geological

Condensed

Organic

Carbon or

Sulfuric Acid

Vapors, Clean

Environment

Aitken

Condensation

Mode

Droplet

Mode

Nucleation

Fresh High

Temperature

Emissions,

Organic

Carbon,

Sulfuric Acid,

Metal Vapors

Ultrafine (PM 0.1)

Nanoparticles

(PM 0.01)

Page 9: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

9

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Slika 2. Model verovatnoće deponovanja čestica u pojednim delovima i ukupno u respiratornom traktu

(10000 nm = 10 µm, 1000 nm = 1 µm, 100 nm = 0.1 µm,) (ICRP, 1994)

Oberdorsteret i saradnici su proučavali odnos koncentracije (mase po m3), prečnika čestica, broja

čestica i njihove specifične površine (tabela 1). Za slučaj konstantne masene koncentracije (10 µgm-3) monodisperznih čestica veličine 250 nm u jednom cm3 nađeno je 1200 čestica, a njihova ukupna specifična

površina bila je 240 µm2/cm3. Za slučaj konstantne masene koncentracije (10 µgm-3) monodisperznih

čestica veličine 5 nm u jednom cm3 nađeno je 153106 čestica, a njihova ukupna specifična površina bila je

12103 µm2/cm3 (Oberdorster i sar, 2005). Iz ovoga sledi da sa smanjenjem prečnika čestica raste njihova specifična površina. Svaka površina ima tendenciju da se na nju adsorbuju različiti molekuli. Sve dok su čestice mnogo veće od 100 nm (0.1 µm) broj adsorbovanih molekula neznatno raste sa smanjenjem veličine čestice, ali ako su prisutne čestica koje su manje od 100 nm procenat molekula na površini se povećava eksponencijalno (slika 3), što se reflektuje u povećanoj hemijskoj i biološkoj aktivnosti čestica nano dimenzija. Na ovaj način se jednostavno pokazuje da su ljudi kod izloženosti ultafinim česticama ugroženiji ako je njihova brojčana koncentracija i specifična površina velika, a ne masena koncentacija. Masena koncentracija ima uticaja na zdravlje ljudi kada su izloženi respirabilnim česticiam većih frakcija kao što su one od 2,5 µm ili 10 µm.

Tabela 1. Broj čestica i specifica površina C=10 µgm-3 (Oberdorsteret i sar, 2005)

Prečnik čestica Broj čestica Specifična površina čestica

(nm) (cm-3) (µm2 cm-3)

5 153 000 000.00 12 000

20 2 400 000.00 3 016

250 1 200.00 240

5 000 0.15 12

Page 10: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

10

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

prečnik (nm)

Slika 3. Porast udela molekula na površini u odnosu na smanjenje prečnika čestice (Oberdorster i sar, 2005)

Odakle potiču grube suspendovane čestice (PM10)?

Poreklo grubih suspendovanih čestica je dvojako, kako urbano, tako i ruralno, osnovni izvori su:

Motorna vozila

Peći za sagorevanje drveta

Prašina sa gradilišta,

Prašina sa odlagališta i deponija

Prašina iz poljoprivrednih regiona

Požari

Industrijska postrojenja (termoelektrane, postrojenja za prženje rude, cementare ...)

Vetrom podignuta prašina.

PM10 je obično smeša koja obuhvata dim, čađ, prašinu, soli, kiseline, metale... Suspendovane čestice

nastaju tokom rada motora, hemijskih reakcija koje se odigravaju u atmosferi neposredno pri izlasku

dimnih gasova iz industrijskih dimnjaka.

проценат

молекула на

површини

Page 11: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

11

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Kako PM10 utiču na naše zdravlje?

PM10 su među najopasnijim polutantima u vazduhu, one prilikom udisanja napadaju ljudski respiratorni

sistem, utiču na njegovu otpornost i deponuju se u najdubljim delovima pluća.

Zdravstveni problemi otpočinju kada organizam počne da se brani od ovih stranih tela (čestica). PM10

izazivaju ili osnažuju astmu, bronhitise i druga oboljenja pluća, a samim tim smanjuju ukupnu otpornost

organizma. Iako PM10 napadaju celokupnu ljudsku populaciju, vulnerabilne populacione kategorije

(deca, trudnice, stari i bolesni) su posebno ugrožene.

Pored toga što oštećuju zdravlje PM10 umanjuju i vidljivost tokom dana jer stvaraju efekte vidljivosti koji

su karakteristični za izmaglicu koja se često prepoznaje kao smog.

Šta se sve preduzima da se smanji sadržaj grubih suspendovanih čestic u vazduhu?

Postoji niz propisa koji su uspostavljeni u skoro svim razvijenim zemljama, pa i kod nas, kojim se reguliše

generisanje ili emisija suspendovanih čestica, njihove maksimalno dozvoljene koncentracije kao i planovi

kako se sadržaj ovih čestica može smanjiti. Ovo obuhvata:

Kontrolu emisije suspendovanih čestica iz motornih vozila, dakle u saobraćaju,

Postrojenja za prečišćavanje otpadnih gasova od suspendovanih čestica (odprašivači ili skruberi su najpoznatiji)

Postupke za sprečavanje širenja suspendovanih čestica (pravljenje vodenih zavesa i vlaženje površina koje stvaraju PM)

Kontrola imisije i emisije na bazi zakonskih obaveza.

5. ZDRAVSTVENI EFEKTI RESPIRABILNIH ČESTICA Smatra se da kvalitet vazduha u urbanim sredinama ima veći uticaj na zdravlje stanovništva nego

ostali faktori životne sredine, a da zagađivači ambijentnog vazduha predstavljaju jedan od najznačajnih

uzroka zdravstvenih problema uopšte. Prema podacima Svetske Zdravstvene Organizacije (2003) u svetu se

godišnje usled aerozagađenja dogodi preko 2.7 miliona smrtnih slučajeva. Mnogi od štetih zdravstvenih

efekata potiču od povećane koncentracije čestica koje iz ambijentnog vazduha dospevaju udisanjem u

organizam. Na slici 4 prikazan je model mogućih patofizioloških puteva, povezanosti izloženosti

respirabilnim česticama i kardiopulmonarnog morbiditeta i mortaliteta (Pope, Dockery, 2006). Brojne

epidemiološke studije nedvosmisleno su pokazale da je aerozagađenje u vidu respirabilnih čestica povezano

sa: povećanjem morbiditeta i mortaliteta od respiratornih i kardiovaskulanih oboljenja (Kunzli&Tager, 2000;

Pope et all, 2002), povećanjem posledica od embriotoksičnosti (Dejmak et all,2000; Binkova et all, 2003), a

veća je i verovatnoća da se pojavi rak pluća (Nyberg et all,2000; Cury et all,2000. Zhao et all, 2003).

Kod dugotrajne izloženisti finim česticama sprovedene studije u SAD su pokazale da porast

koncentracije PM2.5 za 10 g/m3 rezultuje sa 6% povećanja svih vrsta zdravstvenih rizika, 9%

kardiopulmonarnih rizika i sa 14% povećanja rizika od raka pluća (Jerrett i sar, 2005). Rezultati studija u

Evropi su potvrdili istaživanja ranije sprovedena u SAD da je aerozagađenje poreklom od drumskog

saobraćaja, uključujući PM jedan od najvećih problema vezanih za aerozagađenje ambijentnog vazduha.

Epidemiološke studije o odnosu između dugotrajne izloženosti respirabilnim česticama i mortalitetu u

Page 12: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

12

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Evropi pogotovu za frakciju finih čestica, PM2.5, su još uvek malobrojne. Potrebno je raspolagati sa više

naučno zasnovanih dokaza o vezi između zdravstvenih efekata dugotrajne i kratkotrajne izloženosti

koncentracijama PM2.5 u evropskim gradovima (Linares i sar, 2009). Ovakvi podaci bi poslužili kao osnova za

reviziju zahteva i za granične vrednosti, srednju godišnju i za srednju dnevnu koncentraciju PM2.5 koje treba

da budu na snazi u EU počev od 2020.

Slika 4. Opšti mogući patofiziološki putevi povezanosti izloženosti repirabilnim česticama i

kardiopulmonarnog morbiditeta i mortaliteta (Pope, Dockery, 2006)

U istaživanja zdravstvenih efekta izloženosti na respirabilne čestice ne spadaju samo studije

dugotrajne izloženosti. Još pre nego što su započele studije vezane za zdravstvene efekte aerozagađenja

i dugotrajnu izloženist rađene su studije o mortalitu vezanom za izloženist ambijentnimm

koncentracijama respirabilnih čestica tokom i istog ili tokom nekoliko prethodnih dana. Na osnovu

studije sporvedene u 90 gradova u SAD utvrđeno je povećanje ukupnog mortaliteta za 0.27% i

kardioplulmonarnog mortaliteta za 0.69% sa porastom koncentracije PM10 za 10 g/m3 (Dominici,

Burnett, 2003). U velikoj evropskoj studiji koja se bazira na podacima iz 29 gradova procenjen porast

ukupnog moratliteta je 0.6 % (Katsoyanni i sar, 2001), dok je procenjen porast kardiovaskularnog

mortaliteta 0.76% za porast koncentacije PM10 za 10 g/m3 (Analitis i sar, 2005).

УДИСАЊЕ ЧЕСТИЦА

СРЦЕ Поремећај аутономне

срчане функције

Повећана аритмична

осетљивост

Поремећај срчане

реполатизације

Повећана исхемија

миокарда

ПЛУЋА Инфламација

Оксидативни стрес

Убрзано напредовање и погоршање ХОРБ

Повећањ респираторних тешкоће

... пулмонарни рефлекс

Редуковабна функција

плућа

КРВ Поремећај реологије

Повећање коабилности

Транслокација честица

Перифрена фромбоза

Смањена засићеност

кисеоникомрчане

функције

Повећана аритмична

осетљивост

Поремећај срчане

реполатизације

Повећана исхемија

миокарда

КРВНИ СУДОВИ

Прогресивна артриоскрелоза и дестабилизација ..........

....

.................... и хипертензија

СИСТЕМСКА ИНФЛАМАЦИЈА

ОКСИДАТИВНИ СТРЕС Пооштрена функције

концентрација- одговор

Проинфламаторни медиатори

Активација леукоцита и ................

МОЗАК

Повећана цереброваскуларна исхемија

Page 13: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

13

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

U naučnim a posebno medicinskim krugovima pored izloženiosti populacije česticama klase PM2.5 i

PM10, veliku pažnju u izazivaju istraživanja izloženosti i zdravstvenih efekata ultrafinih česticama. I pored velikog

broja i obimnih toksikoloških istraživanja o potencijalnim štetnim efektima, još uvek ne postoji dovoljan broj

epidemioloških podataka da bi se doneli zaključci na relaciji izloženost-odgovor (Morawska i sar, 2004; Knol i

sar, 2009).

6. GRANIČNE VREDNOSTI ZA RESPIRABILNE ČESTICE U AMBIJENTNOM

VAZDUHU Svetska Zdravstvena Organizacija (SZO) analizirjući objavljene studije je dala preporučene vrednosti

za frakcije respirabilnih čestica, PM10 i PM2.5 i to za srednje godišnje i za srednje dnevne koncentracije (SZO, 2006; Krzyzanowski & Cohen, 2008). Pored toga SZO je predložila i tri prelazne ciljane (IT - interim targets) vrednosti za koje se očekuje da se mogu dostignuti uz primenu odgovarajućih sve rigoroznijih ali održivih mera, Tabele 2 i 3.

Tabela 2. SZO srednje godišnje preporučene i prelazne ciljane granične vrednosti za respirabilne čestice

Srednja godišnja vrednost

PM10 (μg/m3)

PM2.5 (μg/m3)

Osnova za izabrani nivo

SZO prelazna ciljna vrednost 1 (IT-1)

70 35 Procenjena je da dugotrajna izloženost ovim koncentracijama povezana sa 15% većim mortalitetom u odnosu na preporučeni nivo.

SZO prelazna ciljna vrednost 2 (IT-2)

50 25 Pored ostalih zdravstvenih pogodnosti, ovi nivoi smanjuju rizik od smrtnosti od otprilike još 6% (2–11%) u poređenju sa IT-1 vrednosti.

SZO prelazna ciljna vrednost 3 (IT-3)

30 15 Pored ostalih zdravstvenih pogodnosti, ovi nivoi smanjuju rizik od smrtnosti od otprilrike još 6% (2–11%) u poređenju sa IT-2 vrednosti.

SZO preporučena vrednost (AQG)

20 10 Ovo je najniži novo na kome ukupni kardioplulmonarni i mortalitet usled kancera pluća pokazali porast sa sigurnošću većom od 95% u studiji Američkog udruženja za rak (Pope et all, 2002.). Preporučuje je primena za vrednosti za PM2.5 .

Tabela 3. SZO srednje dnevne preporučene i prelazne ciljane granične vrednosti za respirabilne čestice

24h-srednja vrednost

PM10 (μg/m3)

PM2.5 (μg/m3)

Osnova za izabrani nivo

SZO prelazna ciljna vrednost 1 (IT-1)

150 75 Bazirano na objavljenim koeficijentima rizika u više studija i meta analiza (oko 5% porasta mortaliteta pri kratkotrajnoj izloženosti preko preporučene vrednosti)

SZO prelazna ciljna vrednost 2 (IT-2)

100 50 Bazirano na objavljenim koeficijentima rizika u više studija i meta analiza (oko 2.5% porasta mortaliteta pri kratkotrajnoj izloženosti preko preporučene vrednosti)

SZO prelazna ciljna vrednost 3 (IT-3)

75 37.5 Bazirano na porast od oko 1.2% mortaliteta pri kratkotrajnoj izloženisti preko preporučene vrednosti

SZO preporučena vrednost (AQG)

50 25 Bazirana na odnosu između 24-časovne i godišnje vrednosti

Page 14: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

14

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Regulativa koja se odnosi na aerozagađenje životne sredine, pa i koncentraciju respirabilnih čestica,

uglavnom je usmerena na monitoring zagađivača u ambijentnom okruženju – spoljašnjoj sredini. U SAD

montoring PM10 je zamenio merenje TSP (total suspended particulates 0 totalne suspendovane čestice) još

pre više od 20 godina, tačnije 1987 godine. Pre više od deset godina proširen je opseg monitoringa

respirabilnih čestica u SAD, tako da se pored merenja PM10 razvojija mreža stanica za merenje frakcije finih

čestica, odnosno PM2.5. Tokom 2006. (USEPA, 2006, 2008) u SAD su limiti za koncentraciju PM revidirani i

sada iznose

srednja dnevna vrednost za PM10 je 150 gm3,

srednja dnevna vrednost za PM2.5 je 35 gm3 i

srednja godišnja vrednost za PM2.5 je 15 gm3.

Zbog nedostatka podataka koji ukazuju na zdravstvene probleme pri dugotrajnoj izloženosti frakciji

grubih čestica nema srednje godišnje vrednosti za PM10.

U SAD su ove granične vrednosti uspostavljene za moniring aerozagađenja u spoljašnjoj sredini, ali

se zna da se ove vrednosti mogu primeniti i za respirabilne čestice u zatvorenim prosoru, pre sve ga zato što

su pomenute granične vrednosti primenjive i na najosetljivije delove populacije, decu, stare i asmatičare.

U zemljama EU masena koncentracija frakcija respirabilnih, grubih i finih čestica, PM10, se prati u

okviru redovnog monitoringa (Council Directive 1999/30/EC, 1999; Council Directive 2008/50/EC). Važeća

regulativa u EU propisuje srednju dnevnu vrednost za PM10 od 50 gm3 koja ne sme biti prekoračena više

od 35 dana godišnje, a do 2010 se zahteva poboljšanje kvaliteta vazduha jer prekoračenja ne sme biti više

od 7 dana godišnje. Dozvoljena srednja godišnja vrednost za PM10 je 40 gm3, ali u dokumentima koje

prate Okvirnu i „Ćerke direktive“, se ne navodi da bi srednja godišnja vrednost trebalo da se tokom

vremena smanjuje. Aneks XIV nove direktive (Council Directive 2008/50/EC ) propisuje monitoring čestica

od 2.5 mikrona (PM2.5) i reguliše ga dvostepeno. U prvom koraku propisana je srednja godišnja granična

vrednost PM2.5 od 25 μg/m3 počev od 1.1.2015., da bi u drugom stepenu po predlogu koji je za sada na

snazi, ali koji može da bude i izmenjen, od 1.1.2020. koncentracija PM2.5 bi bila limitirana na godišnjem

nivou od 20 μg/m3. Uspostavljanju monitgoringa i graničnih vrednosti u EU za PM2.5 su prethodile

intenzivne pripreme koje su omogućile standradizaciju procedura za montoring frakcije finih čestica (EN,

2005). Brojne naučne institucije u EU intenzivno rade na većem broju istraživačkih projekata gde mere

frakciju finih čestica i utvrđuju njihov elemetarni sastav, odnosno prate trendove. Većina zemalja iz našeg

okruženja već je uskladila svoju zakonsku regulativu sa EU i odavno je uspostavila adekvatne monitring

mreže za praćenje aerozagađenja uključujući monitoring PM10 , a poslednjih godina i PM2.5.

Mada je rizik od izloženosti i zdrvastvenih efekata veći što su čestice manje granične vrednosti za

frakcije čestica manje od 2.5 mikrona ne postoje. U zemljama širom sveta su objavljene ili su u toku brojne

istraživačke studije o koncentracijama, dnevnim i godišnjim varijacijama ultra finih čestica od kojih

navodimo samo nekoliko (Oguiel i sar. 2007; Morawska i sar. 1998; Ristovski i sar.1998;, Young i sar, 2004;

Aalto i sar 2005; Zhu i sar, 2004; Zho i sar 2004). Prava merenja iz opsega ultra finih čestica su kod nas

obavljena tokom 2006 i 2007. Godine a rezulatati preliminarno prikazani I WeBIOPATR Workshop-u

(Jovašević-Stojanović, Ristovski, Dramićanin, Šljivić, 2007).

Regulativa koja se odnosi na zagađenost vazduha u zatvorenom prostoru pre svega se odnosi na

radnu sredinu. Kao što je poznato postoje propisi o prisustvu štetnih materija u radnoj sredini pa su

propisane i granične vrednosti koje se odnose na respirabilne čestice mogu delom naću u takvoj regulativi,

mada je oblast aerozagađenja unutrašnje sredine “indoor air” posebna tema, u svetu se rade brojni projekti

i objavaljuje veliki broj radova, dok je kod nas je ova oblast u začetku.

Page 15: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

15

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Šta su to fine suspendovane čestice (PM2,5)?

Fine suspendovane čestice se sastoje od čvrste i tečne faze koje lebde u vazduhu. To su najčešće:

Aerosoli,

Dim,

Zagušljiva isparenja,

Pepeo, i

Polen.

Po hemijskom sastavu i one mogu uglavnom soli sulfata ili nitrata, organska jedinjenja ili minerali iz

zemljišta. Ove čestice su vrlo pokretljive i dospevaju dublje u pluća od grubih suspendovanih čestica.

Odakle potiču fine suspendovane čestice (PM2,5)?

PM2,5 uglavnom nastaju u heterogenim hemijskim reakcijama koje se odvijaju u atmosferi ili nastaju

sagorevanjem goriva u motornim vozilima, termoelektranama, industrijskim postrojenjima, pri

sagorevanju drveta ili prilikom sagorevanja pojedinih poljoprivrednih otpadnih materijana na njivama i

slično.

Sastav i emisija PM2,5

Pie Chart Kategorija Procenti

Elementarni (čađ) ili organski

ugljenik1 iz procesa sgorevanja

30% - 50%

Slfati4 30% - 40%

Nitrati2 10% - 20%

Prašina sa tla3 3% - 10%

Napomene:

1. Transpor, sagorevanje drveta, sagorevanje goriva, sekundarni organski aerosoli nastali kroz emisiju lako isparljivih organskih jedinjenja.

2. Nasali iz reakcije sa NOx emitovanih iz regiopnalnih ili lokalnih izvora kao što su transport, komunalnih aktivnosti, industrije.

3. Prašina sa puteva, gradilišta ili iz industrije. 4. Nastali iz reakcija sa SO2 i SO42- emitovanih iz regionalnih ili lokalnih izvora kao što su

postrojenja za sagorevanje uglja, nafte, toplana, kućnih ložišta, transporta ili prerađivačke industrije.

Page 16: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

16

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Kako PM2,5 utiču na naše zdravlje?

Vrlo bitan uticaj na ljudsko zdravlje imaju čestice čiji je dijametar ≤ 2,5 μm. Posledice velikog unošenja

ovih partikula u plića obično završavaju sa hospitalizacijom, a u ekstremnim slučajevima i sa smrću. Ljudi

sa astmom, srčanim problemima il plućnim bolestima prvi su na udaru. Ove čestice mogu da izazovu

negativne efekte po zdravlju i pri kratkim izlaganjijma, na primer samo jedan dan, a pogotovu pri dugim

izlaganjima – godinu i više dana.

Fine suspendovane čestice često su prisutne u procesima kao što je korozija, prašenje, oštećivanju

vegetacije ili pri lošoj vidljivosti.

Šta su to ultrafine suspendovane čestice (PM 0,1)?

Najveći uticaj na ljudsko zdravlje imaju čestice čiji je dijametar ≤ 0,1 μm. Talože se u alveolama. Mada je

rizik od izloženosti i zdrvastvenih efekata veći što su čestice manje granične vrednosti za frakcije čestica

manje od 2.5 mikrona ne postoje. To su najčešće:

Aerosoli,

Dim,

Zagušljiva isparenja Svaka površina ima tendenciju da se na nju adsorbuju različiti molekuli. Sve dok su čestice mnogo veće

od 100 nm (0.1 µm) broj adsorbovanih molekula neznatno raste sa smanjenjem veličine čestice, ali ako

su prisutne čestica koje su manje od 100 nm (PM 0,1) procenat molekula na površini se povećava

eksponencijalno, što se reflektuje u povećanoj hemijskoj i biološkoj aktivnosti čestica nano dimenzija.

7. BROJ ČESTICA U VAZDUHU U URBANIM I RURALNIM SREDINAMA Broj čestica se uglavnom iskazuje na metar kubni ili santimetar kubni. Kada je reč o broju

suspendovanih čestica u metru kubnom onda se mora istaći da je u literaturi prisutan ograničen broj

radova s takvim podacima pre svega zato što do nedavno i nije bilo uređaja koji su to mogli da mere

on line s prihvatljivom pouzdanošću. Pored toga skoro je nemoguće uspostaviti korelaciju između

mase i broja suspendovanih čestica po m3, jer to zavisi od dijametra čestica,

hemiskog/mineraloškog sastava, temperature i vlažnosti sredine, naročito onda kada je reč o

sekundarnim česticama nastalim tokom atmosferskih hemijskih procesa, vazdušnih strujanja,

aparata za merenje i drugog. Danas se u literature pominju uređaji kao “Scanning Mobility Particle

Sizer” (SMPS, DMA modeli 3071 and CPC 3022A, TSI Inc., U.S.A.) ili “Laser Aerosol

Spectrometer” (Las-x, PMS Inc., U.S.A.) (Diapouli et al, 2011) koji pružaju podatke s prihvatljivom

pouzdanošću. Tako, na primer, Diapoli i saradnici (2011) su saopštili koliki je prosečan broj

Page 17: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

17

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

česticada (iskazan kao medijana merenja) različitih veličina u Atini tokom hladnog i toplog perioda

(tabela 4).

Tabela 4. Prosečan broj česticada u Atini tokom hladnog i toplog perioda

PERIOD VELIČINA ČESTICA BROJ ČESTICA

Topli period od 0,01 do 0,4 µm (10-400nm) MIN: 1,7*1010

po m3 (1,7*10

4 po cm

3)

MAX: 3,0*1010

po m3 (3,0*10

4 po cm

3)

Hladni period od 0,01 do 0,4 µm (10-400nm) MIN: 2,6*1010

po m3 (2,6*10

4 po cm

3)

MAX: 3,4*1010

po m3 (3,4*10

4 po cm

3)

Topli period od 0,1 do 3 µm (100-3000nm) MIN: 1,3*109 po m

3 (1,3*10

3 po cm

3)

MAX: 2,7*109 po m

3 (2,7*10

3 po cm

3)

Hladni period od 0,1 do 3 µm (100-3000nm) MIN: 1,6*109 po m

3 (1,6*10

3 po cm

3)

MAX: 1,8*109 po m

3 (1,8*10

3 po cm

3)

Druga grupa autora (Harrison & Jones, 2005) objavija je podatke za veće gradove u Engleskoj

mereći sa istim uređalima (Condensation Particle Counter TSI Model 3022A) kao i prethodni

autori, koji kažu da je prosečan broj čestica PM10 u svim gradovima više manje ujednačen i iznosi

od 20000 po cm3 (PM10: 2*10

10 po cm

3) do 40000 po cm

3 (PM10: 4*10

10 po cm

3) (izuzetak su

podaci za Maryleon) (Slika 5).

Page 18: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

18

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Slika 5. Broj čestica na cm3 u različitim gradovima Engleske po mesecima od 2000 do 2002 godine

(Harrison & Jones, 2005)

I tabela 5 je vrlo informativna jer jasno pokazuje da se broj čestica u atmosferi menja u zavisnosti

od godišnjeg doba (zima/letio), odnosno razlikuje se u različitim sredinama urbanoj ili ruralnoj

(Harrison & Jones, 2005). Kao po pravili broj čestica je uvek veći u urbanim zonama. Ruralne zone

uglavnom imaju oko 109 čestica po m

3, dok urbane zone kreću od 10

10 i prelaze 10

11 čestica po m

3.

Tabela 5. Prosečan broj česticada u većim gradovima Evrope za različita mesta merenja (*)

Lokacija Opis mernog

mesta

Min. veličina

[nm]

Maks.

veličina [nm]

Srednji broj

po cm3

Komentar Autori

Erfurt Urbana zona 10 2500 18.000 - Cyrys et al.,

2003

Vienna,

Linz, Graz

Urbana zona 7 29.300-

31.100

Srednja

vrednost za

zimu - leto

Gomiscek et al.,

2004

Page 19: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

19

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Lokacija Opis mernog

mesta

Min. veličina

[nm]

Maks.

veličina [nm]

Srednji broj

po cm3

Komentar Autori

near Vienna Ruralna zona 7 10.200-

10.500

Srednja

vrednost za

zimu - leto

Gomiscek et al.,

2004

Linz, Graz Urbana zona 7 16.200-

20.600

Srednja

vrednost za

zimu - leto

Gomiscek et al.,

2004

Birmingham Pozadina 7 28.600,

36.600

Na dva mesta Harrison et al.,

1999

Birmingham 2m od

ivičnjaka

autoputa

7 96.000 - Harrison et al.,

1999

Helsinki Urbana zona 8 400 10.500,

14.500

Na dva mesta Hussein et al.,

2004

Rochester,

NY

Urbana zona 10 470 8.160 - Jeong et al. 2004

S Sweden Ruralna zona 3 900 2.500 - Ketzel et al.,

2004

Copenhagen U blizini

grada

3 900 4.500 - Ketzel et al.,

2004

Copenhagen Urbana zona 3 900 7.700 - Ketzel et al.,

2004

Manchester Ulični kanjon 4,6 100 27.000 - Longley et

al., 2001

Gothenburg Pokraj puta 10 368 2.000 - Molnar et al.,

2002

New Dehli Gradska

pozadina

10 61.000 Radnim

danima

Monkkonen

et al., 2004

Finland Iznad šume 3 500 8.000 Popodne Nilsson et

al., 2001

El Paso Urbana zona 20 20000 15.200,

16.700

Na dva mesta Noble et al.,

2003

Page 20: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

20

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Lokacija Opis mernog

mesta

Min. veličina

[nm]

Maks.

veličina [nm]

Srednji broj

po cm3

Komentar Autori

Paris 5m od

glavnog puta

7 3000 220.000 Ruellan and

Cachier, 2001

Alkmaar Gradska

pozadina

7 26.000 Radnim

danima

Ruuskanen

et al., 2001

Erfurt Gradska

pozadina

7 27.900 Radnim

danima

Ruuskanen

et al., 2001

Helsinki Gradska

pozadina

7 21.700 Radnim

danima

Ruuskanen

et al., 2001

Birmingham Pokraj puta 9,6 352 160.000,

190.000

Tokom dva

dana

Shi et al., 1999

Birmingham Pozadina 9,6 352 21.000,

24.000

Tokom dva

dana

Shi et al., 1999

Lahti, Finland Gradski ulični

kanjon

6 300 39.000 Vakeva et al.,

1999

Lahti,

Finland

Na krovu 10 10.800 Vakeva et al.,

1999

Leipzig Ulični kanjon 3 800 32.000

110.000

Na suprotnim

trakama

kanjonske

ulice

Wehner et

al., 2002

Leipzig Urbana zona 3 800 21.377

14.278

Imski radni

dani

Ledtnji radni

dani

Wehner and

Wiedensohler,

2003

Los Angeles 17m niz vetar

od sredine

autoputa

6 200.000 Zhu et al.,

2002

Los Angeles 200m uz vetar

od autoputa

6 48.000 Zhu et al.,

2002

(*) Ako želite da pretvorite broj čestica po cm3 u broj čestica po m3 onda se one za santimetar kubni množe sa 1.000.000 (106) i dobija se odgovarajuća vrednost za metar kubni.

Page 21: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

21

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

8. MONITORING RESPIRABILNIH ČESTICA U SRBIJI U Republici Srbiji je usvojen Zakon o zaštiti vazduha 2009. (Službeni glasnik, 2009) a Uredba o

monitoringu i uslovima za kvaliteta vazduha 2010. (Službeni glasnik, 2010) što je omogućilo harmonizaciju domaće sa važećom EU regulativom u oblasti monitoringa i upravljanja kvalitetom vazduha. Umesto ukupnih suspendovanih čestica, Zakon i Uredba uvode monitoring PM10, i analizu teških metala i benzo(a)pirena iz prikupljenih uzoraka, a prirema se teren i za uvođenje monitroing PM2.5 kada to bude stupilo na snagu i u zemljama EU.

Podaci o aerozagađenju u Srbiji se referišu Evropskoj Agenciji za Životnu Sredinu koja se sprovodi u okviru projekta AirBASE (Mol & van Hooydonk, 2005) počev od 2003, ali podaci o respirabilnim česticama su još uvek siromašni i svode se na podatke o PM10 sa automatskih mernih stanica u Beogradu. Razlog ovakvom stanju je da je monitoring respirabilnih čestica u ostalnim gradovima uspostavljen tek u poslednjih nekoliko godina. Pored urbanih područja, respirabilne čestice je neophodno pratiti i na mestima u , što kod nas još uvek nije uspostavljeno.

Gradski zavod za javno zdravlje Beograda je u okviru monitring mreže na lokalnom nivou uspostavio prvu automatsku mernu stanicu na mernom mestu koje se karakteriše kao veoma frekventna graska saobraćajnica. Počev od 2007. PM10 je počeo da se meri na 3 stanice u Beogradu, da bi se danas pratio na 6 automatskih mernih stanica na području Grada Beograda, od kojih su 4 u gradkom jezgru a 2 u blizini termoelektana Obrenovac i Kolubara. Pančevo, poznato kao “crna tačka” usled zagađenja životne sredine koje potiču pre svega od industrijkog kompleksa, locirano 13 km severoistočno od centa Beograda, ima danas 3 automatske merne stanice za monitoting aerozagađenja. Sajt opštine Pančevo (http://ekologija.pancevo.rs/ekograftest/EkoGrafDisplay.aspx) prikazuje podatke o PM10 sa mernog mesta. Pored toga na teritoriji opštine Pančevo se nalazi i još jedna automatska merna stanica na kojoj se prati i PM10, koja za sada van sistema lokalnih stanica. Za ovu stanicu su za sada za javnost dostupni podaci na srednjem mesečnom nivou polutanata ( http://www.pancevo.rs/Mesecni_izvestaj_monitoring_sistema _imisije-171-1).

Agenicija za zaštitu životne sredine (SEPA) je započela merenje aerozagagađenja ukuljučujući PM10 sa automatskim monitorima tokom 2006. Danas SEPA prati aerozagađenje na 37 automatskih stanica. U okviru projekta EuropeAid/ 124394/ D/SUP/YU “Supply of Equipment for Air Monitoring” nabavljeno je 28 stanica koje su počele sa radom tokom ove i prošle godine. Ostalih 9 stanica su navanjene ranije i merenja su započela pre 2009. Od svih navedenih stanica SEPA vrši monitoring respirabilnih čestica u tri frakcije (PM10, PM2.5 and PM1) na 13 autaomatskih stanica od koje su postavljene u Beogradu (5), i Smederevu (3), Boru (2), Nišu, Novom Sadu (1) i Beočinu (1), što je prikazano na www.sepa.gov.rs.

U Vojvodini monitoring sprovodi i Sekretrijat za životnu sredinu Vojvodine na šest automatskih mernih stanica, od čega su 4 merna mesta u Zrenjaninu, Subotici, Somboru i Kikindi snabdeveno monitorima za PM10 . Podaci za 2008. I 2009. Godinu su dostupni javnosti na sajtu Pokrajinskog Sekretrijata http://www.eko.vojvodina.gov.rs.

9. REZULTATI WEBIOPATR PROJEKTA KAO POLAZNA OSNOVA ZA

ISTAŽIVANJE UTICAJA RM10, PM2.5 i PM1 U BEOGRADU

JASMINKA D. JOKSIĆ, MILENA JOVAŠEVIĆ-STOJANOVIĆ, ALENA BARTONOVA, MIRJANA B. RADENKOVIĆ, KARL-ESPEN YTTRI and SNEŽANA MATIĆ-BESARABIĆ, (2009), Physical and chemical characterization of particulate matter suspended in aerosols from urban Belgrade area, Journal of the Serbian Chemical Society, vol. 74, 1319-1333

U cilju doprinosa u istraživanju i upravljanju respirabilnim česticama u Srbiji, da bi se doprinelo znanju i veštinama monitoringa, i postavile osnove za istraživanja vezana za zdravstvene efekte naučni

Page 22: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

22

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Savet Kraljevine Norveške je finansirao projekat WeBIOPATR “Outdoor concentration, size distribution and composition of respirable particles in WB urban area”. Projekt je realizovan u saradnji Instituta Vinča, Gradskog zavodaa za javno zdravlje Begrad i Norveškog Instituta za istaživanje vazduha.

Na mernom mestu su postavljeni su standradni uređaji za uzorkovanje respirabilnih čestica i mobilni meterološki stub za prikupljanje podataka o brzini i pravcu vetra, temperaturi, vlažnosti i padavinama. Za uzorkovanje je izabran merno mesto koje pripada lokalnoj, gradskoj, monitoring mreži ali umesto na nivo ulice instrumenti su postavljeni na krov. Uspostavljena je standardna procedura za ceo ciklus od monitringa počev od prikupljanja uzoraka sve do prikaza rezulatata gravimentrijskih merenja i hemijskih analiza. U međuvremenu Gradki zavod za javno zdravlje je uspostavio prvu i za sada jednu mernu sobu u Srbiji koja odgovara kriterijumima evropskog standarda za merenje PM10. Respirabilne čestice su uzorkovane u tri frakcije (PM10, PM2.5, PM1), a prikupnjeni filtri su korišćeni za gravimetrijska merenja i hemijske analize tokom dve preliminarne kampanje u trajanju od po nedelju dana (Joksić i sar., 2009) i osam kamapanje u trajanju od po 20-30 dana, po dve u sva četiri godišnja doba tokom novembar 2007-decembar 2008. (kampanje 1-4)i februar-decembar 2009. godine (kampanje 5-8). Urađene su hemijske analize i određena srednja dnevna koncentracija katjona, anjona, poliaromatičnih ugnjovodonika (PAH) ukučujući benzo(a)piren (B(a)P), 26 elementa, organski (OC) i elementarni ugljenik (EC), i trasere za sagorevanje biomase (levoglukosan, monsan i galaktosan). Do sada rezulatati su prikazani u okviru dva WeBIOPATR Workshop-a (Jovašević-Stojanović & Bartonova eds, 2007; Bartonova & Jovašević-Stojanović eds, 2009), dve doktorske disertacije (Joksić, 2009; Cvetković 2010) i kroz nekoliko radova u časopisima (Joksić i sar, 2009; Joksić i sar, 2010; Jovašević-Stojanović & Bartonov, 2010, Cvetković i sar, 2010). Kako su tokom ovih kampanja merenja neki podaci po prvi put analizirani u Beogradu i Srbiji uopšte očekuje se da će rezultati biti prikazani i kroz nekoliko radova u eminentnim međunarodnim časopisima.

U najkraćim crtama može se reći da je uočena značajna razlika između koncentracija svih merenih frakcija (PM10, PM2.5, PM1) tokom grejne i vangrejne sezone. Masena koncentracija se ne razlikuje od od rezultata prethodnih prikupljenih i objavljenih podataka u regionu gde je 24h granična vrednost premašena u velikom broju slučajeva. Rezultati takođe pokazuju da je izmerena vrednost PM10 sistematski veća na krovu u odnosu na koncentraciju koju meri automatska merna stanica postavljena na nivou ulice (Joksić i sar, 2009). Tokom grejnej sezone, zimskih kampanja, srednje vrednosti za svaku od kampanja su daleko premašivale srednje vrednosti prema EU regulativi i za PM10, PM2.5. Tokom negrejene sezone, letnjih meseci, obe frakcije respirabilnih čestica zadovoljavale su zahteve iz važećih EU propisa.

Zavisno od sezone, ukupni ugljenik predstavalja 25-40%, joni 20-35% , elementi oko 5-10%, a sadržaj 30-40 % od mase PM10 je hemijski neidentifikovan analitičkim metodama koje su primenjene. Prelminarne analize ukazuju na različiti doprinis izvora tokom zimske i letnje sezone. Doprinis zagađenju respirabilnim čestica poreklom iz saobraćaja je viši tokom zimske nego tokom letnje sezone. Sagorevanje biomase uključujući indivdulano grejanje je identifikovano kao najdomonantniji izvor antropogenog porekla. Ostali značajni izvori ukuljučuju eroziju tla i formiranje sekundarnih aerosola koji su dominantan izvor tokom letnje sezone. Izmerena ukupna masa 16 analiziranih PAH-ova u PM10 je mnogo veća zimi (29 ng/m3) nego leti (2.4 ng/m3), odnos PAH-ova u PM1 prema PM10 je oko 0.5 za obe sezone i grejnu i negrejnu. Srednja vrednost B(a)P je veća od 1 ng/m3 u zimskoj sezoni i manja od 0.1 ng/m3 u letnjem periodu u obe analizirane frakcije respirabilnih čestica i PM10 i PM1. Izmeren nivo B(a)P se može porediti sa vrednostima koji su zabeleženi na mernim mestima koja pripadaju lokalnoj mionitoring mreži Beogrda u okviru koje se sardžaj B(a)P u PM10 prati počev od maja 2008 (Cvetković i sar, 2010).

Page 23: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

23

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

10. REFERENCE

Aalto P. et all, 2005. Aerosol Particle Number Concentration Measurements in Five European Cites Using

TSI-3022 Condensation Particle Counter over Three-Year Period during Helth Effects of Air Pollution of

Susceptible Subpopulations, J. Air&Waste Manage. Assoc. 57:1064-1076

Abt E., Sub H.H., Allen G., Koutrakis P., 2000. Characterization of indoor particle sources a study in the

metropolitan Boston area, Envion Health Persp, 108:35-44

Analitis A, Katsouyanni K, Dimakopoulou K, Samoli E, Nikoloulopoulos AK, Petasakis Y, Touloumi G,

Schwartz J, Anderson HR, Cambra K, Forastiere F, Zmirou D, Vonk JM, Clancy L, Kriz B, Bobvos J, Pekkanen J.,

Short-term effects of ambient particles on cardiovascular and respiratory mortality. Epidemiology

2006;17:230–233

Annesi Maesano I., Forastiesre F., Kunzli N., Brunekref B., 2007. Particulate matter, science and EU policy,

Eur Resp J. 29:428-431

Bartonova A., Jovašević-Stojanović M., Editors, Particulate Matter: Research and Management, Proceedings

from the 2nd WeBIOPATR Workshop, Mokra Gora, Serbia,31.8-2.9.2009, Norwegian Institute for Air

Research, Norway, 2009, pp. 1-153

Binkova B. Cerna M., Pastorkova A., Jeline R., Benes I., Novak J., Sram R., 2003. Biological activities of

organic compounds adsorbed onto ambient air particles: comparison between the cities of Teplice and

Prague during the summer and winter seasons 2000-2001, Mutation research, 525:43-59

Canadan Chemical Producers’ Association, 2001. Ambient Particulate Matter, Characterzation Quidelines,

Ottawa, April 2001.

Chao C., Y.H., Tung T.C.W., Burnet J., 1997. Influence of different indoor activities on indoor particulate

levels in residential buildings, Indoor Built Environ, 7:110-121

Charles K, Magee R.J., Won D., Lusztyk, E., 2000. Indoor Air Quality Guidelines and Standards, National

Research Council Canada Commission of the European Communities, Annex to: The Communication on

Thematic Strategy on Air Pollution and The Directive on “Ambient Air Quality and Cleaner Air for Europe”

COM(2005) 446 Final, 2005, pp.1-170, http://ec.europa.eu/environment/air/pdf/sec_2005_1133.pdf, (accessed

10 October August, 2010)

Cury P.M., Lichtenfels A.J., Reymao M.S., Conceicao G.M., Capelozzi V.L., Saldiva P.H., 2000. Urban level of

air pollution modifies the progression of uterane-induced lung tumors in mice. Pathol. Rs. Pract. (196)627-

633

Cvetković A, Jovašević-Stojanović M. Ađanski-Spasić Lj., Matić-Besarabic S., Marković D.M. , CICEQ 16

(2010)259-268

Cvetković A. 2010, Doktorska disertacija, Trendovi koncentracije i hemijskog sastava ultrmalih čestica u

urbanoj sredini, Fakultet za primenjenu ekologiju “Futura”, str.1- 138

Page 24: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

24

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Cyrys, J., Stolzel, M., Heinrich, J., Kreyling, W., G., Menzel, N., Wittmaack, K., Tuch, T. and

Dejmek J,m Solansky I., Benes I., Lenicek J., Sram R.J., 2000., The impact of polycyclic aromatic

hydrocarbons and fine particles on pregnancy outcome, Envir Health Perspect (108)1159-1164

Diapoli E, Eleftheriadis K, Karanasiou AA, Vratolis S, Hermansen O, Colbeck I, Lazaridis M, 2011, Indoor and

Outdoor Particle Number and Mass Concentrations in Athens. Sources, Sinks and Variability of Aerosol

Parameters, Aerosol and Air Quality Research, 11: 632–642.

Dockery D.W., Pope C.A., Xiping X., Spengler J.D., Ware J.H., Fay M.A., Ferries B.G., Speizer F.E., 1993., An

association between air pollution and mortality in six US cites, New England Journal of Medicine

324(24)1753-1759

Dominici F., Burnett R.T., 2003. Risk models for particukate air pollution, J Toxicol Environ Health A 66:

1883-1889

EC, 1999., Council Directive 1999/30/EC of 22 April 1999 relating to limit values for sulphur dioxide,

nitrogen dioxide and oxides of nitrogen, particulate matter and lead in ambient air, OJEU (1999) L 163/41

EC, Council Directive, 2008/50/EC (2008), OJEU, L 152 (2008)1-44, http://eur-

lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2008:152:0001:0044:EN:PDF, [accessed 10 August 2010.]

El-Fadel M., Massoud M., 2000. Particulate matter in urban areas: health-based economic assessment, Sci

Total Environ, 257:133-146

European Standard, 2005. Ambient air quality-Standard gravimemtirc measurements method for

determination of the PM2.5 mass fraction of suspended particulate matter, EN 14907, Brussels

Gomiscek, B., Hauck, H., Stopper, S. and Preining, 2004, O. Spatial and temporal variations of PM1, PM2.5,

PM10 and particle number concentration during the AUPHEP-project. Atmos. Environ., 38, 3917-3934.

Harrison R.M., Jones A.M., 2005, A Multi-Site Study of Processes Influencing Particle Number

Concentrations in Urban Air. University of Birmingham (http://uk-

air.defra.gov.uk/reports/cat05/0506061406_A_Multi-Site_Study3.pdf ) ili (http://uk-

air.defra.gov.uk/library/reports?report_id=332)

Harrison, R. M., Jones, M. and Collins, G., 1999, Measurements of the physical properties of particles in the

urban atmosphere. Atmos. Environ.,33, 309-321.

Hussein, T., Puutinen, A., Aatlo, P. P., Makela, J. M., Hameri, K. and Kulmala, M., 2004, Urban aerosol

number size distributions. Atmos. Chem. Phys., 4, 391-411.

ICRP,1994. International Commission on Radiological Protection Publication 66, Human Respiratory Tract

Model for Radiological Protection, Oxford, Pergmamon: Elsevier Science,

Jeong, C-H., Hopke, P. K., Chalupa, D. and Utell, M., 2004, Characteristics of nucleation and growth events

of ultrafine particles measured in Rochester, NY. Environ. Sci. Technol., 38, 1933-1940.

Jerrett M, Burnett RT, Ma R, Pope CA III, Krewski D, Newbold KB, Thurston G, Shi Y, Finkelstein N, Calle EE,

Page 25: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

25

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Thun MJ, 2005. Spatial analysis of air pollution and mortality in Los Angeles. Epidemiology, 16:727–736.

Jing L., Qin Y., Xu Z. 2000. Relationship between air pollution and acute and chronic respiratory disease in

Benxi J Environ Helath 17(5)268-70

Joksić J. 2009. Dokotrska disertacija , Fizičko hemiska karakterizacija respirabilnih čestica razlićitog porekala

suspendovanih u vazduhu urbane sredine, Fakultet za fizičku hemiju, Beograd, Srbija, str.1-80

Joksić J., Jovašević-Stojanović M., Bartonova A., Radenković M. , Yttri K.E., Matić-Besarabić S. , Ignjatović

Lj., J.Serb. Chem. Soc. 74 (2009) 1319-1333

Joksić J., Radenković M., Cvetković A. Matić-Besarabić S. , Jovašević-Stojanović M., Bartonova A., Yttri K.E.

, CICEQ 16 (2010) 251-258

Jones N.C., Thorton C.A., Mark D., Harrison R.M., 2000., Indoor/outdoor relationship of particles matter in

domestic homes with roadside, urban and rural location, Atmos Environ 34:2603-2612

Jovanovic Andersen Z., Olsen T. S., Andersen K.K., Loft S., Ketzel M., Raaschou-Nielsen O., 2010. Association

between short-term exposure to ultrafine particles and hospital admissions for stroke in Copenhagen,

Denmark, Eur Heart J first published online June 10, 2010 doi:10.1093/eurheartj/ehq188

JovaševičStojanović M, Dramićanin M. Ristovski Z., Šljivić M., 2007. Ultrafine particle number

concentration and size disrtribution measurements during winter campaign in Belgrade, The First

International WeBIOPATR Workshop, Particulate Matter: Research and Management, The Book of

Extended Abstracts, Belgrade 20-22 May, 2007

Jovašević-Stojanović M., Bartonova A. , Eds., Particulate Matter: Research and Management, Book of

Exteended Abstacts from the 1st WeBIOPATR Workshop, Belgrade, Serbia, 31.8-2.9.2007, Vinca Institute of

Nuclear Sciences,Serbia, 2007, pp.1-135

Jovašević-Stojanović M., Bartonova A., 2010., Current State of Particulate Matter Research and

Management in Serbia, CICEQ 16 (2010) 207-212

Kan H., Chen B., 2004. Particulate air pollution in urban areas of Shanghai, China: helath-based economic

assessment. Sci Total Environ 322:71-80

Katsoyanni K., Touloumi G., Samoli E., Gryparis A., Le Tetre A., et al, 2001. Confounding and effect

modification in the short-time effects of ambient paricles on total mortality : results from 29 European

cities within the APHEA-2 project, Epidemiology, 12:521:531

Katsoyanni K., Touloumi G., Spix C., Schwarz J., Balducci F., et al, 1997. Short term effects of ambient

sulphur dioxide and particulate matter on mortality in 12 European cities; reslts from time-series data from

the APHEA project, BMJ, 314: 1658-1663

Ketzel, M., Wahlin, P., Kristensson, A., Swietlicki, E., Berkowicz, R., Nielsen, O. J. And Palmgren, F., 2004,

Particle size distribution and particle mass measurements at urban, near-city and rural level in the

Copenhagen area and Southern Sweden. Atmos. Chem. Phys., 4, 281-292.

Knol A.B., de Hartog J.J., Boogaard H., Slottje P., van der Sluijs P.J., Lebret E., Cassee F., Wardekker J.A.,

Page 26: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

26

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

Ayres J.G. Borm P.J., Brunekreef B., Donaldson K., Forastiere F., Holgate S.T., Kreyling W.G., Nemery B.,

Pekkanen J., Stone V., Wichmann E.H., Hoek G., 2009. Expert elicitation on ultrafine particles: likelihood of

health effects and causal pathways, Particle and Fibre Toxicology, 6:19

Kunzli N., Kaiser R., Medina S., Studnicka M., Chanel O., Filliger P., et al. 2000. Public health impact of

outdoor and traffic related air pollution: a European assessment, Lancet 356:795-801

Kunzli N., Tager I.B. 2000, Long-term helath effects of particuate and other ambient air pollution research

can progress faster it we want it to, Health Perspect, (1008)915-918

Linares C., Dıaz J., Tobıas A., 2009. Are the limit values proposed by the new European Directive 2008/50

for PM2.5 safe for health? European Journal of Public Health, 19:357–358

M. Krzyzanowski, A.Cohen, 2008. Update of WHO air quality guidelines, Air. Qual. Atmos. Health 1:7-13

Mol W. J. A. , van Hooydonk P. V. 2005., European Exchange of Air Quality Monitoring Meta Information in

2003, ETC//ACC Technical Paper 2005/2, 2005, http://air-

climate.eionet.europa.eu/docs/ETCACC_TechnPaper_2005_2_EoI_AQ_meta_info2003.pdf (accessed 10

September 2010)

Molnar, P., Janhall, S. and Hallquist, M., 2002, Roadside measurements of fine and ultrafine particles at a

major road north of Gothenberg. Atmos. Environ. 36, 20024115-4123.

Monkkonen, P., Uma, R., Srinivasan, D., Kopenen, I. K., Lehtinen, K. E. J., Hamari, K., Suresh, R., Sharma, V.

P. and Kulmala, M., 2004, Relationship and variations of aerosol number and PM10 mass in a highly

polluted urban environment – New Delhi, India. Atmos. Environ., 38, 425-433.

Morawska L., Bofinger N.D., Kosic L., Nwankwoala A., 1998. Submicrometer and Supermicrometer Particles

from Diesel Vehicle Emissions, Environ.Sci.Technol.32:2033-2042

Morawska L., Keogh D., Thomas S.B., Mengersen K., 2008., Modality in ambient particle size distribution

and it potential as basis for developing air quality regulation, Atmos. Environ. 42:1617-1628

Morawska L., Moor R.M., Ristovski Z.,2004., Desktop literature review and analysis of health impacts of

ultrafine particles. Canberra, Australian Department of Environment and Heritage

Nikic D., Bogdanovic D., Stankovic A., Nikolic M. , Milosevic Z. , 2008. Vojnosanitetski Pregled,65: 814-819

Nikic D., Bogdanovic D., Nikolic M., Stankovic A., Zivkovic N., Djordjevic A., 2009. Air quality monitoring in

NIS (SERBIA) and health impact assessment, Environ. Mon. Assess., 158: 499-506

Nilsson, E. D., Rannik, U., Kulmala, M., Buzorius, G. and O’Dowd, C. D.,2001, Effects of continental boundary

layer evolution, convection, turbulence and entrainment, on aerosol formation. Tellus, 53B, 441-461.

Noble, C. A., Mukerjee, S., Gonzales, M., Rodes, C. E., Lawless, P. A., Natarajan, S., Myres, E. A., Norris, G. A.,

Smith, L., Ozkaynak, H. and Neas, L. M., 2003, Continuous measurement of fine and ultrafine particulate

matter, criteria pollutants and meteorological conditions in urban El Paso, Texas. Atmos. Environ. 37, 827-

840.

Nyberg F., Gustavsson P., Jarup L., Bellander T., Berglind N., Jakobsson R., Pershagen G., 2000., Urabn air

Page 27: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

27

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

pollution and lung cancer in Stockholm, Epidemiology , 11: 487-495

Oberdorster i saradnici 2005

Oguiel D., Hopke P., Ferro A., Jaques P., 2007. Factor Analyis of Submicron Particle Size Distribution near a

Major United States-Canada Trade Bridge, J. Air&Waste Manage. Assoc. 57:190-203

Osubsanya T., Prescott G., Seaton A/. 2001. Acute respiratiry effects, mass or number? Occupational and

Environmental Medicine 58: 154-159

Ozkaynak H., Xue J., Spengler J., Wallace L., Pellazzari E., Jenkins P., 1996. Personal exposure to airborne

particles and metals results from particle TEAM study in Riverside, California, J Exposure Anal Environ

Epidemiol, 6:57-78

Pelucchini C., Negri E., Gallius S., Boffetta P., Tramacere I., La Vecchia C., 2009. Long-term particulate

metter exposure and mortality: a review of European epidemiological studies BMC Public Health (9)453-

463

Polidori A., Turpin B., Meng Q., Hoon Lee J., Weisel C., .... 2006. Fine Particulate matter dominates indoor-

generated PM2.5 in RIOPA homes, Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology, 16:321-

331

Pope C.A, Brunett R.T., Thau M.J., Calle E.E., Krewski D., Ito K., Thurston G.D., 2002., Lung cancer,

cardiopulmonary mortality, and long-term exposure to fine particulate air pollution, JAMA, (287)1132-1141

Pope C.A, Thun M.J., Namboodiri M.M., Dockery D.W., Evans J.S., Speizer F.E., Heath C.W., 1995. Particuate

air pollution as predictor of mortality in a prospective study of US adults, American Journal of Respiratory

and Critical Care Medicine 151, 669-674

Pope C.A, Dockery D.W., 2006. Healt effects of Fine Particulate Air Pollution, J.Air Waste Manage.Assoc.

(56)709-742

Quah E. Boon T.L. 2003., The economic cost of particulate air pollution on health in Singapore. J.Asian Econ

14: 73-90

Reff A., Turpin B.J., Porcja R.J., Giovennetti R., Cui W., Weisel C.P., …..2005. Functional group

characterisation of indoor, outdoo, and personal PM2.5: results from RIOPA, Indoor Air, (15)53:61

Ristovski Z., Morawska L., Bofinger N.D., Hitchins J., 1998. Submicrometer and Supermicrometer Particles

from Spark Ignition Vehicle, Environ.Sci.Technol.32:3845-3852

Ruellan, S. and Cachier, H., 2001, Characterisation of fresh particulate vehicle exhausts near a Paris high

flow road. Atmos. Environ., 35, 453-468.

Ruellan, S. and Cachier, H., 2001, Characterisation of fresh particulate vehicle exhausts near a Paris high

flow road. Atmos. Environ., 35, 453-468.

Ruuskanen, J., Tuch, Th., Ten Brink, H., Peters, A., Khlystov, A., Mirme, A., Kos, G. P. A., Brunekreef, H. E.,

Wichmannn, H. E., Buzorius, G., Vallius, M., Kreyling, W. G., Pekkanen, J., 2001, Concentrations of ultrafine,

Page 28: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

28

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

fine and PM2.5 particles in three European cities. Atmos. Environ., 35, 3729-3738.

Samet J.M., Dominici F., Curreiro F.C., Coursac I., Zeger S.L., Fine particulate and mortalia in 20 US cities,

1987-1994, N Engl J Med, 343:1742-1749

Shi, J. P., Khan, A. A. and Harrison, R. M., 1999, Measurements of ultrafine particle concentration and size

distribution in the urban atmosphere. Sci. Tot. Environ. 235, 51-64.

Službeni glasnik Republike Srbije, 2009

Službeni glasnik Republike Srbije, 2010. Uredba o utvrđivanju Programa kontrole kvaliteta vazduha u 2006. i

2007. godini, 23/2006

Stanković A., Nikić D., Bogdanović D., 2007. Monitoring aerozagađenja i procena uticaja na zdravlje

stanovništva na teritoriji grada Niša, Ecologica, 14: 53-56

Thather T.I., Layton D.W., 1995. Deposition, resuspension, and penetration of particles within residence,

Atmos Environ 29:1487-1497

USEPA, 2006, National Ambient Air Quality Standards for Particle Pollution. effective December 17, 2006,

http://www.epa.gov/air/criteria.html)

USEPA, National Ambient Air Quality Standards (NAAQS), Last updated on Wednesday, February 6th, 2008.,

http://www.epa.gov/air/criteria.html

Vakeva, M., Hameri, K., Kulmala, M., Lahdes, R., Ruuskanen, J. and Laitinen, T., 1999, Street level versus

rooftop concentrations of submicron aerosol particles and gaseous pollutants in an urban street canyon.

Atmos. Environ., 33, 1385-1397.

Watson, J. G., 2002. Visibility: Science and regulation, . Air&Waste Manage. Assoc., 52: 628–713

Wehner, B. and Wiedensohler, A., 2003, Long term measurements of submicrometer urban aerosols:

statistical analysis for correlations with meteorological conditions and trace gases. Atmos. Chem. Phys., 3,

867-879.

Wehner, B., Birmili, W., Gnauk, T. and Wiedensohler, A., 2002, Particle number distributions in a street

canyon and their transformation into the urban-air background: measurements and a simple model study.

Atmos. Environ., 36, 2215-2223.

Wei F., Hu W., Teng E., Wu G., Zang J. Chapman R.S. Relation analyis of air pollution and children’s

respiratory system disease prevalence. China Environ Sci, 20(3):220-224

Weschler C.J. and Shields H.C., 1997. Potential reactins among indoor pollutants, Atmos. Enviorn, (31)

3487-3495

Weschler C.J., 2004. Chemical reactions among indoor pollutants what we learned in new millenium. Indoor

Air., 14(Suppl. 7): 184:194

WHO, Air Quality gudedelines Global Upadate 2005, Particulate matter, ozon, nitrogen dioxide and sulfur

Page 29: SUSPENDOVANE I RESPIRAILNE ČESTIE Uhelix.chem.bg.ac.rs/~grzetic/predavanja/Osnovi... · HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

HEMIJSKI FAKULTET – HEMIJA ŽIVOTNE SREDINE – OSNOVI HEMIJE ATMOSFERE I ZAGAĐIVAČI VAZDUHA

29

Ivan Gržetić – beleške za predavanja

dioxide, WHO 2006, http://www.euro.who.int/air/activates/20050222_2

Wichmann, H-E., 2003, Elemental composition and sources of fine and ultrafine ambient particles in Erfurt,

Germany. Sci. Tot. Environ., 305, 143-156.

World Health Organisation (WHO) 2003. WHO guidelines for air quality, Fact Sheet No. 187.

http://www.who.int/inffs/en/fact187.html

Xu X., Dockey D.W., Christiani D.C., Li B., Huang H., 1995a, Association of air pollution with hosloital

outpatient visit in Beijang. Arch.Environ.Health 1995a;50(3)214-234

Xu X., Li B., Huang H., 1995b. Air pollution and unscheduled hospital outpatient and emergency room visit,

Environ Helath Perspect, 103, 286-295

Yocom J.E., 1982. Indoor-outdoor air quality relationship, A critical review, J Air Pollution Control Assoc,

32:500-520

Young L.H., Keeler G., 2004. Characterization of Ultrafine Particle Number Concentration and Size

Distribution During a Summer Campaign in Southwest Detroit, J. Air&Waste Manage. Assoc. 591079-108

Zhao X.S., Wan Z., Zhu H.G., Chen R.P., 2003., The carcinogenic potential of extractable organic matter from

urban airborne particles in Shanghai, China, 2003., Mutat.Res.540:540 107-117

Zhou L., Kim E., Hopke P., Stanier C.O. and Pandis S., 2004. Advanced Factor Analysis on Pittsburg Particle

Size-Distribution Data, Aerosol Science and Technology, 38:2004118-132

Zhu Y., Hinds W., Shen S., Sioutas C.,2004. Sesonal Trends of Concentration and Size Distribution of

Ultrafine Particles Near Major Highways in Los Angelos, Aerosol Science and Technology 38:20045-13

Zhu Y., Hinds W.C., Krudysz M., Kuhn T., Froines J.., Sioutas C., 2005. Penetration of Freeway ultafine

particles into indoor environment, Journal of Aerosol Science,(36:303-322

Zhu, Y., Hinds, W. C., Kim, S., Shen, S. and Sioutas, C., 2002, Study of ultrafine particles near a major

highway with heavy-duty diesel traffic. Atmos. Environ., 36, 4323-4335.